Ispitivanje baterija
Elektrifikacija transportnog sektora je značajno pod uticajem litijum-jonskih baterija. Istraživanje i razvoj, zajedno sa sveobuhvatnim osiguranjem kvaliteta, igraju ključnu ulogu u daljem razvoju komponenti baterijskih ćelija, baterijskih ćelija i baterijskih modula, kao i kompletnih sistema za skladištenje visokog napona za proizvodnju. Ispitivanje baterija radi karakterizacije korišćenih materijala i generisanje karakteristika međuproizvoda su ključni preduslovi za napredak.
Sa našim dugogodišnjim iskustvom u mehaničkom ispitivanju u oblasti elektromobilnosti, uvek nudimo pravu metodu ispitivanja duž celog lanca vrednosti za sve dostupne varijante baterija. Od sirovina, ćelija i komponenti ćelija do finalne montaže u vozilu i reciklaže—ZwickRoell je vaš iskusni partner za sveobuhvatno ispitivanje baterija.Zanimljivi projekti kupaca
U tesnoj saradnji sa vodećim kompanijama u industriji, naučnim institucijama i istraživačkim institutima, nudimo širok spektar metoda mehaničkog ispitivanja specifičnih za baterije...
Ispitivanje zatezanjem Ispitivanje zamora Ispitivanje savijanja Ispitivanje sabijanjem Ispitivanje ljuštenja/adhezije/trenja Čvrstofazne baterije Konsultacije i prethodna ispitivanja u laboratoriji za ispitivanje baterija Preuzimanja
...kao i metode ispitivanja funkcionalnosti i strukture.
Ispitivanje oticanja baterije Ispitivanje zloupotrebe
Kako se proizvode baterije? U kojim slučajevima je mehaničko ispitivanje baterija važno?
- Lanac vrednosti litijum-jonskih baterija počinje vađenjem sirovina kao što su litijum, kobalt, nikl i aluminijum.
- Nakon što se sirovine obrade, komponente ćelija, uključujući anodu, katodu i elektrolit, proizvode se kroz složen proces. U ovom procesu, odnosno proizvodnji ćelijskih komponenti, ispitivanja su važna kako bi se osigurao kvalitet i pouzdanost s jedne strane, a s druge strane, generisali vredni podaci za multifizičke simulacije karakterizacijom karakteristika međuproizvoda.
- Baterijske ćelije se zatim proizvode i sklapaju u jedinice za skladištenje visokog napona. Mehaničko ispitivanje baterija takođe igra odlučujuću ulogu ovde, jer osigurava funkcionalnost i bezbednost baterije. Podaci se prikupljaju kako bi se procenilo ponašanje baterijskih ćelija i modula tokom njihove svakodnevne upotrebe.
Mehaničko ispitivanje baterija: folija, elektrode, separatori i kućište ćelije
Mehaničko ispitivanje baterija folije, elektrode, separatora i kućišta ćelija igra odlučujuću ulogu ne samo u garantovanju i daljem razvoju kvaliteta i performansi, već i u obezbeđivanju proizvodnje bez problema. Ispitivanje zatezanja, sabijanja, savijanja, zamora i adhezije podržavaju realističnu karakterizaciju ovih komponenti baterije. Štaviše, dobijeni podaci služe kao osnova za multifizičke simulacije. Ovi se koriste za numeričko predviđanje ponašanja baterije, na primer u slučaju sudara.
Zatezna ispitivanja folije baterije i obloženih elektroda
Ispitivanja zatezanja na foliji baterije i obloženim elektrodama određuju mehaničku čvrstoću i izduženje.
Ispitivanje folije baterije postavlja visoke zahteve na tehnologiju ispitivanja, posebno kod malih debljina filma < 10 µm, u zavisnosti od oblasti primene. Obezbeđivanje robusnih, ponovljivih, reproducibilnih i stoga pouzdanih rezultata ispitivanja zahteva precizno rukovanje uzorcima i pouzdano hvatanje uzorka. Ključnu ulogu u preciznom određivanju svojstava materijala u ispitivanju zatezanja stoga igraju:
- Vertikalno poravnanje uzorka
- Tehnike nežnog hvatanja i
- Beskontaktno određivanje istezanja pomoću optičkih ekstenziometara kao što je ekstenziometar videoXtens
Sekač traka za foliju i film baterije
Pomoć za umetanje uzorka
Pneumatske čeljusti
Video snimci: Ispitivanje zatezanja folije baterije prema DIN 50154 / ASTM E345
Standardi kao što su DIN 50154 i ASTM E345 za ispitivanja zatezanja na tankoj foliji i filmu baterija (aluminijumska i bakarna folija, polimerni separatori) mogu se uzeti u obzir u sekvencama ispitivanja, uz podršku ZwickRoell-ovog softvera za ispitivanje testXpert, koji garantuje performanse u skladu sa standardima.
Aktivno učešće u daljem razvoju standarda, posebno za materijale baterija, osigurava da će ZwickRoell metode ispitivanja nastaviti da ispunjavaju sve buduće zahteve.
Ispitivanje zatezanja na litijumskoj metalnoj foliji
Posebni izazovi nastaju prilikom ispitivanja litijumske metalne folije, jer se njihova zatezna čvrstoća može odrediti samo u inertnom okruženju. ZwickRoell nudi posebne zaštitne gasne komore, nazvane kutije za rukavice, i opcije za pripremu i manipulaciju uzorcima u tu svrhu. Ovo omogućava precizno ispitivanje pod kontrolisanim uslovima za tačne rezultate.
Ispitivanje zatezanja na separatorskoj foliji
Separatorska folija u litijum-jonskoj bateriji odvaja anodu i katodu jednu od druge kako bi sprečili električne kratke spojeve. Istovremeno, separator omogućava protok jonizovanih nosača naelektrisanja koji su potrebni za zatvaranje kola u elektrohemijskoj ćeliji. Efikasnost, vek trajanja i bezbednost baterijskih ćelija u velikoj meri zavise od funkcije ovih separatora. Što se tiče ispitivanja, glavni zahtevi za separatore su pokriveni ispitivanjima zatezanja prema ISO 527-3 i ASTM D882 kao i ispitivanjima probijanja prema EN 14477, ASTM D5748 i ASTM F1306. Ova ispitivanja se takođe sprovode u stanju natopljenom elektrolitom kako bi se postigle realne mehaničke karakteristike.
Dodatni relevantan aspekt je ponašanje separatora u odnosu na koeficijent trenja između obloge elektrode i separatora. Ove karakteristične vrednosti su posebno važne za podešavanje proizvodnih parametara u procesima namotavanja. ZwickRoell vam omogućava ne samo da izvodite ispitivanje na temperaturi okoline, već i na radnim temperaturama u opsegu od -20 °C do +50 °C kada se dodaje ZwickRoell temperaturna komora. Ovo osigurava sveobuhvatnu karakterizaciju folije separatora pod različitim uslovima.
Video snimci: Ispitivanje zatezanja na separatorskoj foliji
Pored keramičkih separatora i netkanog materijala od staklenih vlakana, prvenstveno se koriste polimerne membrane. Pouzdano određivanje zatezne čvrstoće i deformacije pri lomu daje informacije o integritetu separator folije pod radnim mehaničkim naprezanjem.
Dok deblji separator folije efikasno i bezbedno sprečava kontakt između anode i katode, tanja folija omogućava smanjenje težine baterije i poboljšanje gustine energije. Ispitivanja zatezanja na separatorskoj foliji se vrše prema standardizovanim metodama ASTM D882 i ISO 527-3.
Naš robotski sistem za ispitivanje roboTest F, koji je specijalno dizajniran za ispitivanja nekrutih uzoraka, dostupan je za automatizovana ispitivanja zatezanja na foliji i filmu baterija, kao i na obloženim elektrodama.
Da li želite da saznate više o našim opcijama automatizacije za ispitivanje folija i filmova za baterije?
Bićemo srećni da razgovaramo o vašim potrebama.
Kontaktirajte nas Saznajte više o roboTest F
Ispitivanje zamora na foliji baterije
Folije baterija napravljene od bakra i aluminijuma deluju kao kolektori struje u litijum-jonskim baterijama i izložene su različitim naprezanjima kako tokom procesa proizvodnje, tako i tokom rada baterije.
- Defekti premaza, kao što su pukotine ili neravnomerna raspodela, mogu se javiti tokom proizvodnog procesa. Iako proces kalandriranja može ublažiti takve nedostatke, oni se ne mogu u potpunosti eliminisati.
- Prilikom rada sa baterijom, folija je podložna termičkim i mehaničkim opterećenjima, što može dovesti do znakova zamora. Pored toga, hemijske reakcije sa elektrolitima mogu izazvati koroziju, što narušava performanse baterije.
Važno je napomenuti da specifična opterećenja i fenomeni zamora zavise od mnogih faktora, uključujući dizajn baterije i uslove rada. Stoga, razvoj i optimizacija baterija uvek zahteva temeljno ispitivanje i karakterizaciju folija i filmova baterija putem ispitivanja zamora.
Zahvaljujući niskim silama ispitivanja LTM mašine za elektrodinamičko ispitivanje, ispitivanje zamora mogu se bez problema sprovoditi na osetljivim uzorcima. LTM je opremljen tehnologijom pogona bez ulja. Linearni motor je izuzetno tih i savršeno pogodan za upotrebu u laboratoriji.
Da se folija baterije ne bi oštetila oštricama noža, promena izduženja se meri optičkim video ekstenziometrom, videoXtens dynamic.
Ispitivanje savijanja na premazima elektroda
Ispitivanje savijanja radi određivanja čvrstoće na savijanje aktivnog materijala premaza je izuzetno važno za vek trajanja litijum-jonskih baterija.
Aktivni materijal elektroda sastoji se od premaza debljine 50-100 µm, čija mehanička svojstva mogu značajno da variraju zbog hemijskog sastava i proizvodnog procesa. Ovo znanje je važno za definisanje optimalnih podešavanja proizvodnih parametara kao što su brzina protoka, uglovi valjaka i sile prethodnog opterećenja. Određivanje čvrstoće na savijanje pomoću kompleta za ispitivanje savijanja u 2 tačke omogućava određivanje maksimalno dozvoljenog ugla savijanja i radijusa savijanja pri kojima premaz ostaje netaknut i održava se kontakt između folije odvodnika i aktivnog materijala. Ovde se mašina za ispitivanje zwickiLine sa kompletom za ispitivanje savijanja u 2 tačke i integrisanom mernom ćelijom visoke rezolucije pokazala kao savršeno rešenje.
Ispitivanje sabijanjem za foliju baterije, aktivne materijale i obložene elektrode
Pritisak kojim su slojevi elektrode i separatora naslagani je ključan za efikasan kontakt unutar ćelije. Ovaj pritisak značajno utiče na vek trajanja i performanse ćelije.
ZwickRoell nudi različite vrste ispitivanja sabijanjem za foliju baterije, aktivni materijal i obložene elektrode kako bi precizno simulirao i okarakterisao ove dinamičke uslove opterećenja.
- Proces kalandriranja igra ključnu ulogu u proizvodnji elektroda za litijum-jonske baterije. Pasta od aktivnog materijala, veziva i provodnog aditiva nanosi se na metalnu foliju (bakar za anodu, aluminijum za katodu). Premazani film se presuje u tanak, ravnomerni sloj valjcima koji rade pod uslovima pritiska i temperature.
- Gustina energije litijum-jonskih baterijskih ćelija, koja značajno utiče na domet vozila na električni pogon, u velikoj meri zavisi od ovog koraka u procesu. Varijacija procesnih promenljivih omogućava optimizaciju parametara sistema i materijala.
- Merenja kompresione deformacije su veoma relevantna, jer pomažu u praćenju i kontroli kvaliteta i konzistentnosti elektroda. Ova merenja pružaju informacije o tome koliko je dobro aktivni materijal ugrađen u elektrodu i da li može doći do odvajanja tokom rada baterije. Takođe pomažu u određivanju optimalnog pritiska i temperature za proces kalandriranja kako bi se postigla maksimalna gustina energije i performanse baterije.
Multifunkcionalna analiza obloženih elektroda i prototipskih ćelijskih stekova (žela rolni)
Prilikom ispitivanja obloženih elektroda i prototipskih ćelijskih stekova, karakterizacija materijala i komponenti je važna kako bi se osigurala njihova efikasnost, performanse i vek trajanja na duži rok. Ove karakteristične vrednosti su od ključne važnosti za istraživanje i razvoj, kao i za potrebe osiguranja kvaliteta.
Kompanija ZwickRoell je stoga razvila multifunkcionalni analizator ćelijskih komponenti (MCCA). Korišćenjem tri visokoprecizna linearna pretvarača pomeranja i uređaja za nivelisanje, pritisak se može precizno primeniti na površinu elektrode. Ovo omogućava merenje promene debljine elektrode pod realnim uslovima kompresije. Istovremeno, električni otpor se meri pomoću pozlaćenih kompresionih ploča, što omogućava procenu u zavisnosti od pritiska.
Tokom procesa električnog punjenja i pražnjenja, ćelija se otica i skuplja, što je poznato kao oticanje baterije. To dovodi do promena pritiska na pojedinačne komponente. MCCA ispitni uređaj vam omogućava da pokrenete veoma precizna ispitivanja oticanja baterija na prototipskim primarnim ćelijama kao što su ćelije tipa dugmeta, na primer, i pomaže u preciznoj karakterizaciji ponašanja u ciklusu punjenja i pražnjenja najmanjeg ponavljajućeg steka komponenti ćelija u žele valjku.
Prednosti multifunkcionalnog analizatora komponenti ćelija:
- Visokoprecizno merenje ponašanja napona i deformacije obloženih elektroda pod pritiskom
- Merenje električnog otpora u zavisnosti od pritiska
- Merenje ponašanja oticanja baterije kod prototipskih primarnih ćelija (dugmastih ćelija)
Visokoprecizna ispitivanja sabijanjem na tankim slojevima (na primer, obložene elektrode baterija i separatori) pomoću našeg TLC (kompresija tankih slojeva) uređaja za ispitivanje
Glavni izazov u proizvodnji baterija je proces premazivanja elektroda. Važni kriterijumi za bezbedan rad baterije su obezbeđeni: izvanredna mehanička stabilnost, odlična električna provodljivost i predvidljivo ponašanje aktivnog materijala u pogledu starenja. Tehnologije premazivanja elektroda se kontinuirano unapređuju i obećavajući razvoj suvog premazivanja mora da obezbedi slična ili bolja funkcionalna svojstva elektroda pored veoma visokog potencijala za uštedu energije.
- Stoga je važno sprovesti detaljnu analizu ponašanja folije baterije i obloženih elektroda pod kompresijom. TLC (tankoslojno ispitivanje sabijanjem) uređaj kontinuirano meri silu, deformaciju i apsolutnu debljinu, omogućavajući određivanje ponašanja elastične deformacije tokom ispitivanje sabijanjem za ekstremno tanke slojeve. Ovaj proces pruža bitne podatke za razvoj materijala, osiguranje kvaliteta i simulaciju baterije.
- Bezbedna veza između aktivnog materijala i podloge elektrode je ključna za kvalitet i performanse baterijske ćelije. Da bi se osigurala optimalna mehanička stabilnost aktivnog materijala, njegova poroznost i provodljivost moraju se održavati pod promenljivim radnim pritiskom.
Prednosti TLC-a:
- Patentirano rešenje za ispitivanje za precizno merenje deformacije uzorka
- Visoka reproduktivnost deformacije uzorka
- Pouzdano određivanje ponašanja elastične i plastične deformacije, čak i ispod 10 µm
- Pouzdane izmerene vrednosti za ispitno opterećenje i dubinu kompresije
Određivanje ponašanja separatorske folije pri fiksiranju
Materijali koji se koriste za separatorsku foliju mogu pokazati ponašanje stvrdnjavanja pod cikličnim opterećenjima pritiskom. Ovakvo ponašanje pri stvrdnjavanju, koje dovodi do promene debljine folije, ponekad narušava performanse i vek trajanja baterije. Sa univerzalnim mašinama za zatezanje i sabijanje i specijalnim ispitnim stanicama za ispitivanje sabijanjem, MCCA i nanoindentorom, ZwickRoell podržava širok spektar metoda ispitivanja za karakterizaciju ponašanja separatorske folije pri stvrdnjavanju.
Ispitivanje ljuštenja i adhezije za baterije
Pored mehaničkih karakterističnih vrednosti, čvrstoća veze jednostranih ili dvostranih premaza na foliji odvodnika je od velikog značaja, jer je ova veza značajna za unutrašnju provodljivost baterije. Pošto se čvrstoća veze može menjati sa starenjem baterije, važno je osigurati da je veza dugoročno zagarantovana. Ovo se može postići primenom ispitivanja ljuštenja i adhezije. Odvajanje aktivnog materijala, koji se nalazi u elektrolitu, značajno narušava bezbednost ćelije. Stoga je ispitivanje čvrstoće adhezije premaza elektrode i na anodi i na katodi važno za praćenje proizvodnje direktno na proizvodnoj liniji ćelija.
Mehanička čvrstoća veze između aktivnog materijala i podloge može se odrediti na različite načine:
Ispitivanje ljušćenja od 90° i 180°
Najčešća metoda koja se koristi za određivanje mehaničke čvrstoće veze između aktivnog materijala i podloge je ispitivanje ljuštenja sa uglom ljuštenja od 90° ili 180°.
- Kod obe varijacije, premazani film se nanosi na noseći materijal (podlogu), a zatim ga mašina za ispitivanje skida pod određenim uglom ljuštenja.
- Metode nisu standardizovane i stoga ih je veoma teško uporediti.
- Važna kvalitativna procena vrste kvara (kohezijski ili adhezijski kvara) je moguća samo u ograničenoj meri ovom metodom.
- Drugi nedostaci ovog ispitivanja su velika količina potrošenog materijala i dugotrajna priprema uzorka.
Video snimci: Ispitivanje ljuštenja, probijanja i savijanja folije baterije
- Ispitivanje ljuštenja od 90° / 180° za određivanje mehaničke čvrstoće lepljenja između aktivnog materijala i podloge za kontrolu kvaliteta, kao i za istraživanje i razvoj.
- Ispitivanje probijanja na separatorskoj foliji radi određivanja otpornosti na probijanja kako bi se izbegli bezbednosni problemi, jer folija mora da izdrži definisanu otpornost na mehaničke uticaje.
- Ispitivanje savijanja u 2 tačke za karakterizaciju čvrstoće na savijanje različitih materijala kako bi se otkrila odstupanja od određenih parametara koja mogu dovesti do prekida proizvodnje i bezbednosnih problema.
Ispitivanje adhezije u Z-pravcu
Ispitivanje adhezije u Z-pravcu je pouzdaniji i reproducibilniji način određivanja čvrstoće veze i procene vrste kvara. Pet uzoraka može se istovremeno pripremiti u Z-smernom uređaju za ispitivanje zatezne veze. Mašina za ispitivanje takođe automatski izvršava definisane parametre kontaktnog pritiska i trajanja identično za svaki uzorak. Ovaj ispitni uređaj pomaže u smanjenju uticaja operatera na rezultat merenja u poređenju sa ispitivanjem ljuštenja.
Svaki pojedinačni uzorak se zatim povlači u Z pravcu i određuje se jasna maksimalna vrednost čvrstoće veze. Pored veoma efikasne pripreme uzoraka i visoke tačnosti ponavljanja, ova metoda vam takođe omogućava da odredite kohezione i adhezione komponente obrasca preloma. Dobra uporedivost rezultata postignutih ovim postupkom ispitivanja takođe omogućava pouzdano praćenje kvaliteta premaza u procesu proizvodnje.
Video snimci: Ispitivanje adhezije na premazima elektroda
Ispitivanje adhezije u Z-pravcu je pouzdanija i reproducibilnija metoda za određivanje čvrstoće adhezije između premaza aktivnog materijala i elektroda (Al ili Cu folija) na litijum-jonskim baterijama i za procenu vrste kvara.
- U oblasti osiguranja kvaliteta, ispitivanje ljuštenja su važan pokazatelj pouzdanosti procesa kada je u pitanju čvrstoća lepljenja premaza. Što je bolja čvrstoća lepljenja, to su bolje performanse i izdržljivost baterije.
- Ako radite u istraživanju i razvoju, naša ispitivanja ljuštenja vam pomažu da optimizujete moguće kombinacije različitih materijala i time povećate performanse baterije.
Ispitivanje trenja na premazima elektroda, folijama odvodnika i separatorima
Određivanje koeficijenta trenja elektrodnih premaza, folija odvodnika i separatora u proizvodnji litijum-jonskih baterija je od velikog značaja u identifikovanju problema tokom proizvodnog procesa i obezbeđivanju kvaliteta i performansi baterija.
Moguća ispitivanja trenja uključuju:
- Ispitivanje adhezije premaza:: ispituje se veza između različitih slojeva u ćeliji baterije. Primena određene sile ili opterećenja vam omogućava da procenite tendenciju slojeva ka razdvajanju ili spajanju. Dobijene sile razdvajanja slojeva vam zatim pomažu da izvučete zaključke o koeficijentima trenja.
- Ispitivanje kontaktne sile i pomeranja: Ova ispitivanja mere silu potrebnu za pomeranje ili razdvajanje materijala sa različitim premazima ili površinama. Ovo omogućava razumevanje ponašanja materijala pod pritiskom i kvantifikovanje koeficijenta trenja.
Pošto još uvek postoji malo posebnih standarda za ispitivanje baterija za električna vozila uopšte, a takođe i za ovu primenu, ASTM D1894 i ISO 8295 mogu se koristiti kao zamenski standardi za karakterizaciju njihovih svojstava trenja. Ova ispitivanja se takođe sprovode u stanju natopljenom elektrolitom kako bi se postigle realne mehaničke karakteristike.
Karakterizacija komponenti čvrstih baterija
Sa eliminacijom tečnog elektrolita u čvrstim baterijama, pojavljuju se novi izazovi kao što su kontakt graničnog sloja, termičko širenje i otpornost na starenje. Za karakterizaciju komponenti čvrstih baterija, ZwickRoell nudi rešenja za širok spektar metoda ispitivanja koje se bave posebnim zahtevima čvrstih baterija.
- Mehanička karakterizacija litijumske metalne anode može biti izazovna. Priprema uzorka i određivanje zatezne čvrstoće moraju se izvoditi u okruženju inertnog gasa zbog jake degradacije. Pored toga, osetljivi, duktilni materijal zahteva izuzetno pažljivo rukovanje u posebnim stezaljkama za uzorke i pouzdano određivanje aksijalnog naprezanja pomoću optičkog ekstenziometra. ZwickRoell nudi specijalne zaštitne gasne komore (kutije za rukavice), opcije za pripremu i manipulaciju uzorcima, kao i prilagođene optičke ekstenziometre za beskontaktno merenje uzorka.
- Još jedan izazov je određivanje mehaničkih svojstava drugih komponenti kao što su kompozitna katoda ili separator čvrstog elektrolita. Snage ovih komponenti u velikoj meri utiču na dizajn proizvodnih procesa i pouzdanu funkcionalnost baterije. ZHN nanoindentor može se koristiti za karakterizaciju čvrstih elektrolita napravljenih od polimera, oksida ili sulfida sa različitim mehaničkim svojstvima kako bi se ispitali Jangov modul elastičnosti, tvrdoća, čvrstoća na savijanje i žilavost na lom.
Funkcionalno i strukturno ispitivanje baterija: Komponente baterije, ćelije i ćelijski priključci
Funkcionalno i strukturno ispitivanje ćelija i ćelijskih veza igra važnu ulogu u sklapanju ćelija u module i pakete, kao i u pouzdanosti rada baterije. Oticanje baterije tokom procesa punjenja i pražnjenja određuje se visokopreciznim ispitivanjem oticanja, tako da se može uzeti u obzir u narednim koracima. Preovlađujući pritisak u ćeliji se ispituje ispitivanjem gnječenja i savijanja, uključujući ispitivanja zloupotrebe kao što je ispitivanje uboda eksera.
Ispitivanje oticanja baterije: Karakterizacija ponašanja ćelije u ciklusu punjenja i pražnjenja
Ponašanje ćelija baterije tokom procesa punjenja i pražnjenja, posebno širenje ćelije, koje se naziva oticanje baterije ili disanje baterije, utiče na performanse i vek trajanja. Ovaj fenomen je posebno očigledan kod prizmatičnih ćelija i kesičastih ćelija, kao i kod čvrstih baterija. Međutim, razumevanje širenja cilindričnih ćelija takođe postaje sve važnije u razvoju novih generacija baterija.
Precizna karakterizacija ovog ponašanja pod istovremenom kaljenjem je ključna. Za sklapanje u modulu mora se uzeti u obzir disanje ćelije, jer širenje ćelija u modulu dovodi do promene pritiska na ćeliju. Ovaj pritisak i temperatura značajno utiču na vek trajanja i performanse ćelija. Stoga je precizna karakterizacija ćelijskog disanja i bubrenja veoma važna. ZwickRoell nudi različite pristupe za karakterizaciju ponašanja ćelija u ciklusu punjenja i pražnjenja, uključujući električnu ciklizaciju, visokoprecizno merenje deformacije, dugoročne procedure ispitivanja i kontrolisanu temperaturu.
- Kontrola temperature cele baterijske ćelije
Ćelija baterije se zagreva na željenu radnu temperaturu pomoću temperaturne komore, koja se održava konstantnom u komori tokom trajanja ispitivanja. Kontrola se zasniva na temperaturi okoline u temperaturnoj komori. U zavisnosti od rizika, bezbednost tokom ispitivanja je obezbeđena pomoću temperaturne komore ili proaktivne komore sa odgovarajućim nivoom opasnosti. - Precizna i homogena kontrola temperature cele baterijske ćelije
Aktivnim zagrevanjem i hlađenjem kompresionih ploča, površinska temperatura baterijske ćelije se homogeno temperira i precizno kontroliše odozgo i odozdo. S druge strane, lokalne temperaturne fluktuacije unutar ćelije baterije takođe se mogu kompenzovati. Kritične temperature pri visokim strujama pražnjenja, na primer, se time neutrališu i obezbeđuje se pouzdano ispitivanje.
Ova vrsta ispitivanja je razvijena u saradnji sa MBTS-om. Jedan članak je sada ispitao uticaj različitih temperatura, pritiska i brzina pražnjenja na električna svojstva standardizovane litijum-jonske baterijske ćelije za automobilske primene.
Link do članka
Ispitivanje zloupotrebe baterije
Ispitivanje zloupotrebe baterije su destruktivna ispitivanja pouzdanosti za litijum-jonske baterije. Ova ispitivanja su neophodna za puštanje na tržište i upotrebu baterija u automobilskoj industriji. Tokom ispitivanja, baterija je izložena ekstremnim uslovima kako bi se osigurala njena bezbednost i pouzdanost. Pored termičkih i električnih ispitivanja, tipična ispitivanja zloupotrebe uključuju i mehanička ispitivanja.
Tokom mehaničkih ispitivanja, baterija je fizički opterećena prodiranjem predmeta u nju ili primenom mehaničkog opterećenja na nju kako bi se ispitirao njen integritet. Na primer, ovo podrazumeva istraživanje kako prodiranje eksera (zakucavanje eksera), koje uzrokuje unutrašnji kratki spoj, ili gnječenje utiče na funkcionalnost i bezbednosno ponašanje baterije.
Ova ispitivanje zloupotrebe baterija obično dovode do termičkog bekstva, što može dovesti do požara ili eksplozije. Zbog propisa o zaštiti životne sredine i svesti o bezbednosti na radu, ova ispitivanja se ne smeju sprovoditi u otvorenim prostorima ili starim zgradama bez tretmana izduvnih gasova, kako bi se osigurali reproduktivni uslovi okoline.
Sa univerzalnom mašinom za ispitivanje AllroundLine Z100 od ZwickRoell-a i sistemom za simulaciju ekstremnih događaja u okruženju Weiss Technik, ispitivanja baterija mogu se izvoditi maksimalnom silom od 100 kN. Zahvaljujući mehaničkoj modularnosti, alati za ispitivanje mogu se lako i bezbedno menjati, a razna ispitivanja mehaničkog opterećenja mogu se bezbedno sprovoditi na jednoj mašini. Rezultati ispitivanja se procenjuju pomoću softvera za ispitivanje testXpert.
Više o ispitivanju zloupotrebe baterije pomoću komore za ekstremne događaje
Ispitivanje zloupotrebe baterija - primeri ispitivanja mehaničke zloupotrebe
Sveobuhvatno znanje i iskustvo u ispitivanju materijala, pristup svim visokopreciznim mašinama za ispitivanje i kompletan portfolio dodatne opreme u našem ZwickRoell centru za ispitivanje baterija dostupni su vam za konsultacije o tehnologiji primene.
Da li ste zainteresovani za besplatno prethodno ispitivanje u našem Centru za ispitivanje baterija? Drago nam je da vam pomognemo u izboru prave opreme za ispitivanje za vaše potrebe.
Kontaktirajte nas Konsultacije i tehnologija primene
Mehaničko ispitivanje igra ključnu ulogu kako u kontinuiranom razvoju tehnologije baterija, tako i u osiguranju kvaliteta u proizvodnji baterija. Veliki izazovi vezani za materijale, kao i multifizički zahtevi (mehanika, temperatura, električna energija) zahtevaju blisku saradnju između kupca baterija i proizvođača mašina za ispitivanje. Naša misija je da razvijemo najbolje moguće koncepte ispitivanje sa i za naše kupce.
Naša nova laboratorija za ispitivanje baterija opremljena je najsavremenijom tehnologijom ispitivanja koja pokriva različita mehanička ispitivanja baterija za karakterizaciju ćelija, kako u oblasti istraživanja i razvoja, tako i u proizvodnji baterija. Dva stručnjaka za primenu su dostupna našim kupcima za ispitivanje na licu mesta i na daljinu. Na ovaj način želimo da osiguramo da pronađemo najbolji mogući koncept ispitivanja za odgovarajuće zahteve naših kupaca.
Virtuelno razgledajte našu laboratoriju ili nas kontaktirajte danas — rado ćemo vam pružiti savet!
U zavisnosti od primene, postoje različite vrste baterija sa širokim spektrom svojstava. Najpoznatije: Litijum-jonske baterije. Koriste se u mnogim elektronskim uređajima i električnim vozilima (baterija za električna vozila). Takođe postoji veliki broj različitih hemijskih sastava ćelija koje se stalno razvijaju. Hemijski sastav ćelija dovodi do heterogenih svojstava baterije, zbog čega je precizna karakterizacija takođe mehanički važna. Formati ćelija, kao što su cilindrične, prizmatične i kesičaste ćelije, nude razne prednosti i mane u pogledu gustine energije, prostornih zahteva i performansi. Izbor pravog tipa baterije i formata ćelija stoga uvek zavisi od specifičnih zahteva odgovarajuće primene. Ukratko, može se reći da postoji širok spektar različitih pristupa u oblasti razvoja i proizvodnje baterija. Stoga je neophodna i dostupnost širokog spektra metoda ispitivanja.
