電動車電池－機械測試的關鍵作用
目前人類對電動車電池的熱情非常高漲，且預計未來幾年仍更加增長。到 2026 年，全球預計將有超過 700 款新型電動車。國際能源總署 (IEA) 估計，到 2030 年，全球電動車數量將增長至 2.36 億輛（截至 2023 年：4200 萬輛）。 電池生產和研發方面的進展，持續推動著該產業蓬勃發展。 對電池和電池組件，對推動這項發展至關重要。 為什麼這些測試如此重要？
電池生產的關鍵挑戰
機械測試和多功能測試不僅是品質控制的工具，也是創新的關鍵。兩者提供了改進材料和工藝的關鍵見解，從而推動了電池技術的進步。
- 優化生產/降低成本
在未來幾年，成本降低將主要來自以下幾個方面：提升電池的能量密度、減少材料和原材料用量及由此產生的加工成本，以及提高電池的生產效率。 材料測試可增進我們的瞭解，從而實現進一步的開發和最佳利用。 這可大幅降低因不良品所致的高昂成本。 - 提高適用範圍和使用壽命
除了持續優化鋰離子電池在使用壽命/適用範圍方面的表現外，業界還將重點關注在未來另一種電池技術。 所有主要製造商都在投資固態電池技術的研究活動。 然而，這項技術仍面臨一些挑戰，例如陽極體積的變化，以及生產流程的調整，因此現有的機器和製程只有 40% 能夠繼續使用。 此外，固態電池需要高壓條件才能達到最佳接觸效果。 電池行為的機械特性分析因此非常重要。 - 提高安全性
為了能夠預測電池在極端情況下的行為，電池濫用測試和多項物理測試在電池開發中都是不可或缺的。 這些測試需要大量的安全措施，而且執行起來極為複雜和關鍵。
機械測試概述
電池系統對電動車而言至關重要，其不僅對性能有顯著影響，且佔了總成本的最大份額。從電池組件到完整電池組等各個層面的機械和多功能測試對於確保安全性、性能和可靠性至關重要。
- 原料和電池組件的測試： 電池的生產涵蓋多個階段，包括塗層金屬箔片、堆疊和組裝個別組件。 因此，對薄膜進行拉伸試驗或評估電極塗層的黏合強度至關重要，以確保每個組件符合品質標準。
- 電池測試： 電池元件需要接受機械、電氣和熱測試 - 且通常為同步進行。例如，電池在充電和放電時在受控溫度下受到機械壓縮，以獲得有關其在不同壓力和溫度下的行為資訊。
- 電池系統： 在模組或電池組等系統層面，重點在於結構評估，例如支架、黏合接頭和焊縫的強度。 進行準靜態拉伸或剪切拉伸試驗。
- 電池濫用測試 ： 鑑於火災和爆炸的風險，電池濫用測試對於評估電池在極端條件下的行為至關重要。 釘刺、壓碎和溫度循環等測試有助於找出薄弱環節，提高整體安全性。 隨著技術的進一步發展，對測試系統準確度的要求也不斷提高。
機械測試是電池開發中不可或缺的一部分。從研究到生產和品質保證，他們在開發更強大、更安全、更持久的電池方面發揮關鍵作用，為邁向二氧化碳中和的未來邁出了下一步。
