Elektrot kaplamalarının test edilmesi
Elektromobilite için lityum iyon pillerin ömrü için, aktif malzeme kaplamaları ile elektrotlar (Al veya Cu Folyo) arasındaki yapışma mukavemeti, aktif malzeme kaplamasının sertliği/sertliği/sıkıştırılabilirliği ve eğilme mukavemeti ve hücre katmanları arasındaki ISO 8295'e göre sürtünme katsayısı büyük önem taşımaktadır.
Aktif malzeme kaplamalarının ve elektrotların yapışma mukavemeti Video Aktif malzeme kaplamasının sertliği/sertliği/sıkıştırılabilirliği Aktif malzeme kaplamasının eğilme mukavemeti Hücre katmanları arasındaki sürtünme katsayıları
Test gereksinimi
- Mekanik özelliklere ek olarak, bu bağlantı pilin iç iletkenliği için belirleyici olduğundan, iletken folyo üzerindeki tek veya çift taraflı kaplamaların yapışma gücü büyük önem taşımaktadır. Yapışkanlık gücü de pilin yaşı ile değişir ve bu nedenle bağlantının kalıcı olarak garanti edildiğinden emin olunmalıdır.
- Aktif malzeme ile alt tabaka arasındaki mekanik yapışma kuvveti farklı şekillerde belirlenebilir: En yaygın yöntem, en basiti olduğu için, 90° veya 180° soyma açısı ile soyulma çekme testidir. Her iki varyantta da kaplanmış film bir taşıyıcı malzemeye uygulanır ve ardından belirtilen soyma açısında test cihazından çekilir. Prosedürler standart değildir ve bu nedenle karşılaştırılabilir hale getirmek çok zordur. Bozulma türünün (koheziv veya yapışkan arıza) önemli niteliksel değerlendirmesi bu yöntemle yalnızca sınırlı ölçüde mümkündür. Bu testlerin diğer dezavantajları, yüksek malzeme tüketimi ve karmaşık numune hazırlamadır.
- "Z-Direction" yapışma cihazı kullanılarak yapışkan gücünün güvenilir bir şekilde belirlenmesi mümkündür. Burada bir numune cihazı kullanılarak aynı anda 5 numune hazırlanır. Test cihazı, her numune için aynı şekilde tanımlanan temas basıncı ve süresi parametrelerini otomatik olarak gerçekleştirir. Daha sonra her bir numune Z yönünde soyulur ve net bir maksimum yapışma gücü değeri belirlenir. Çok verimli numune hazırlama ve yüksek tekrarlanabilirliğe ek olarak, bu yöntem aynı zamanda kırılma modelinin kohezyon ve yapışma bileşenlerinin net bir şekilde belirlenmesini sağlar.
Test gereksinimi
- Pil üretimindeki en büyük zorluk elektrot kaplama işlemidir. Pilin güvenli çalışması için, aktif malzemenin mükemmel mekanik stabilitesi ve tahmin edilebilir yaşlanma davranışı sağlanmalıdır. Burada önemli bir test, kaplama sertliği ve kaplama sertliği gibi mekanik özelliklerin belirlenmesidir.
- Bu parametreleri bilmek, kaplama proseslerinin optimizasyonunu sağlar ve geliştirme ve üretim sürecinde farklı kimyasal bileşenlerin etkilerini gösterir.
- Verimliliği artırmak için ayrıca taşıyıcı malzeme üzerindeki kaplamanın kullanılabilir genişliğinin olabildiğince geniş ve homojen olması gerekmektedir. Aletli sertlik penetrasyon süreçleri kullanılarak, kaplama kenar alanlarındaki üretimle ilgili kalite dalgalanmaları tanınabilir ve azaltılabilir.
ZwickRoell Test Çözümü
- Üniversal nanomekanik test cihazı ZHN, malzemelerin ve kaplamaların sertlik değerlerini ve elastisite modülünü yüksek hassasiyetle belirler. Farklı penetrasyonlar, ilgili kaplama özelliklerine adaptasyona izin verir.
- ZHU sertlik ölçüm kafası yöntemleri, kaplamaların mekanik özelliklerinin hızlı ve kolay bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. ZHU, bir malzeme test cihazına esnek ve hızlı bir şekilde kurulabilir ve entegre kuvvet dönüştürücüsü ve dijital konum ölçüm sistemi ile son derece hassas ölçüm sonuçları sağlar.
Test gereksinimi
Elektrotların aktif malzemesi, kimyasal bileşime ve seçilen üretim sürecine bağlı olarak çok farklı mekanik özelliklere sahip olabilen 50 – 100µm kalınlığında bir kaplamadır. Bunları bilmek, çıktı hızı, silindir açısı ve ön gerdirme kuvvetleri gibi üretim parametreleri için en uygun ayarları tanımlamak için önemlidir. 2 nokta eğme cihazı kullanılarak eğilme mukavemetinin belirlenmesi, kaplamanın bozulmadan kaldığı ve iletken folyo ile aktif malzeme arasındaki temasın korunduğu izin verilen maksimum bükülme açısının veya yarıçapının belirlenmesini de mümkün kılar.
Test gereksinimi
Dinamik ve statik sürtünme katsayılarının belirlenmesi, kuru üretim sürecinde birbirine temas eden iki hücre tabakasının davranışının daha iyi anlaşılmasını sağlar. Ancak folyo ile taşıma silindiri arasındaki sürtünme de bu şekilde belirlenebilir ve ayarlanan silindir basınçlarının, ön gerilimlerinin veya silindir hızlarının folyoları ve yüzeylerini olumsuz etkilememesi sağlanabilir.
