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测试电极涂层

在电动车用锂离子电池的整个使用寿命期间,活性材料涂层与电极(铝箔或铜箔)之间的粘合强度、活性材料涂层的硬度/刚度/压缩性和弯曲强度以及各电池层之间的摩擦系数都非常重要。

活性材料涂层与电极的粘合强度 视频 活性材料涂层的硬度/刚度/压缩性 活性材料涂层的弯曲强度 各电池层之间的摩擦系数

测定活性材料涂层与电极(铝膜或铜膜)之间的粘合强度

试验要求

  • 除了机械特性值外,隔膜上单面或双面涂层的粘合强度也非常重要,因为这种连接对电池的内部导电性非常重要。粘合强度也会随着电池老化而发生变化,因此必须确保对这种连接长期有效。
  • 活性材料与基体之间的机械粘合强度可以通过不同方式测定:最简单也是最常用的方法是剥离角度为90°或180°的剥离试验。将涂层膜涂覆到载体材料(基体)上,然后由试验机以规定的剥离角度将其撕下。这些方法未经过标准化,因此很难进行比较,只能在有限的范围内对失效类型(粘聚力或粘附力失效)进行重要的定性评估。这种试验的其他缺点是材料用量大,试样制备耗时。
  • 使用拉伸粘合Z方向工装可以更可靠地测定粘合强度。试验机还会自动执行定义的参数。此处,通过试样工装同时制备五个试样。每个试样的接触压力和持续时间相同。然后,沿Z方向拉下每个试样,测定明确的最大粘合强度值。除了试样制备非常高效和精度重复性高以外,这种方法还允许您测定断裂模式的粘聚和粘附成分。

视频

借助拉伸粘合Z-方向夹具测定粘合强度

ZwickRoell测试解决方案

  • 试验机配备特殊工装,一次夹持可拉下五个规定试样。这种Z方向拉脱法用于测定粘合强度以及评估失效类型。
  • 90°或180°剥离试验的标准试验工装

测定活性材料涂层的硬度/刚度/压缩性

试验要求

  • 电池生产中,电极的涂层工艺是一项主要挑战。为了电池安全运行,必须确保活性材料具有良好的机械稳定性和可预测的老化性能。测定机械性能是一项重要的试验,如涂层硬度和涂层刚度。
  • 了解这些参数可以优化涂层工艺,并揭示开发和生产工艺中不同化学成分的影响。
  • 为了提高效率,载体材料涂层的可用宽度必须尽可能大且均匀。通过使用仪器化硬度压痕法,可以检测并减少涂层边缘区域中与产品相关的质量变化。

ZwickRoell测试解决方案

  • ZHN万能纳米机械试验机可测定材料和涂层的高精度硬度值和弹性模量。不同的压头能够适应各自的涂层特性。通过映射功能,可以测定偏离表面的机械性能,例如涂层边缘区域。
  • ZHU仪器化硬度测量压头能够快速简便地测试涂层的机械性能。ZHU可以快速灵活地安装在材料试验机上,并通过其集成的力传感器和数字位移测量系统获得高精度的测量结果。

测定活性材料涂层的弯曲强度

试验要求

电极的活性材料为50 - 100 µm厚的涂层,根据化学成分和所选生产工艺,涂层的机械性能可能会发生很大变化。使用2点弯曲试验工装测定弯曲强度还可以测定在涂层保持完好无损且隔膜与活性材料保持不变情况下的最大允许弯曲角度或半径。获知这些数据对于定义生产参数(例如,生产速度、滚轮角度和预加载力)的最佳设置非常重要。

ZwickRoell测试解决方案

配备2点弯曲试验工装和集成式高分辨率力传感器的ZwickiLine试验机

测定电池层之间的摩擦系数

试验要求

通过测定动摩擦系数和静摩擦系数,可以更好地了解干法生产工艺中两个接触电池层的性能。也可以通过这种方式测定薄膜与输送滚轮之间的摩擦,并且可以确保设定的滚轮压力、预载或滚轮速度不会对薄膜及其表面产生负面影响。

ZwickRoell测试解决方案

配备2点弯曲试验工装和集成式高分辨率力传感器的ZwickiLine试验机

附加信息

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