EV baterije – Kritična vloga mehanskega preskušanja

Mehanski in večnamenski preskusi niso le orodja za nadzor kakovosti, ampak tudi ključ do inovacij. Zagotavljajo ključne vpoglede, ki izboljšujejo materiale in postopke ter tako spodbujajo napredek v tehnologiji baterij.

• Optimizirajte proizvodnjo/zmanjšajte stroške
  Stroške bo mogoče v prihodnjih letih znižati predvsem s povečanjem energijske gostote v celicah, zmanjševanjem količine materialov in surovin ter posledičnih stroškov predelave ter s povečanjem učinkovitosti proizvodnje celic. Preskušanje materialov krepi naše razumevanje, omogoča nadaljnji razvoj in optimalno uporabo. To lahko znatno zmanjša visoke stroške, povezane z zavrnitvami.
• Izboljšanje dosega in življenjske dobe
  Poleg nadaljnje optimizacije litij-ionskih baterij v smislu življenjske dobe/dosega se industrija v prihodnosti osredotoča tudi na drugo tehnologijo baterij. Vsi večji proizvajalci vlagajo v raziskovalne dejavnosti za tehnologijo polprevodniških baterij. Je pa tu še vedno nekaj izzivov, od spreminjanja prostornine anode do prilagajanja proizvodnje, saj se lahko še naprej uporablja le 40 odstotkov obstoječih strojev in procesov. Poleg tega polprevodniške baterije zahtevajo visokotlačne pogoje za najboljši možni stik. Mehanska karakterizacija obnašanja celic je zato zelo pomembna.
• Povečanje varnosti
  Da bi lahko predvideli obnašanje baterij v ekstremnih situacijah, so preskusi zlorabe baterij in multifizikalni preskusi nepogrešljivi pri razvoju baterij. Ti preskusi zahtevajo obsežne varnostne ukrepe in so izjemno zapleteni ter kritični za izvedbo.
  

Baterijski sistemi so ključnega pomena za električna vozila, pomembno vplivajo na zmogljivost in predstavljajo največji delež skupnih stroškov. Mehansko in večnamensko preskušanje na različnih ravneh – od celičnih komponent do celotnih baterijskih paketov – je bistveno za zagotavljanje varnosti, učinkovitosti in zanesljivosti.

• Preskušanje surovin in celičnih komponent: Proizvodnja baterijskih celic obsega različne faze, vključno s prevleko kovinskih folij ter zlaganjem in sestavljanjem posameznih komponent. Natezni preskusi na folijah ali ocenjevanje adhezivne trdnosti prevlek elektrod so zato ključnega pomena za zagotovitev, da vsaka komponenta izpolnjuje standarde kakovosti.
• Preskušanje celic: Baterijske celice so podvržene mehanskim, električnim in toplotnim preskusom – pogosto hkrati. Na primer, celice so izpostavljene mehanskemu tlačenju pri nadzorovanih temperaturah, medtem ko se polnijo in praznijo, da bi pridobili informacije o njihovem obnašanju pri različnih tlakih in temperaturah.
• Sistem baterij: Na ravni sistema – za module ali pakete – je poudarek na strukturnih ocenah, kot so trdnost nosilcev, lepljenih spojev in zvarnih šivov. Izvajajo se kvazistatični natezni ali strižni natezni preskusi.
• Preskušanje zlorabe baterije : Zaradi nevarnosti požara in eksplozije so preskusi zlorabe baterije ključni za ocenjevanje obnašanja baterije v ekstremnih pogojih. Preskusi, kot so penetracija žebljev, preskusi zmečkanja in temperaturni cikli, pomagajo prepoznati šibke točke in izboljšati splošno varnost. Pri tem zahteve po točnosti preskusnih sistemov z nadaljnjim tehnološkim razvojem nenehno naraščajo.

Mehanski preskusi so nepogrešljiv del razvoja baterij. Od raziskav do proizvodnje in zagotavljanja kakovosti igrajo ključno vlogo pri razvoju zmogljivejših, varnejših in dolgotrajnejših baterij za naslednji korak k CO2 nevtralni prihodnosti.