EV 电池——机械试验发挥重要作用
EV 电池目前在市场上备受追捧，未来数年内还将进一步发展。预计到 2026 年，全球将新增 700 种电动汽车模型。根据 IEA（国际能源署）的估算结果，到 2030 年，全球电动汽车数量将增至 2.36 亿辆（截至 2023 年：4,200 万辆）。电池生产和研发领域的进步将继续促进该行业繁荣发展。电池及电池部件的机械试验和多功能试验是推动这一趋势的关键。为什么此类试验非常重要？
电池生产的主要挑战
机械试验和多功能试验不仅能够用于质量控制，还能推动创新。此类试验可以提供关于材料和流程优化的重要洞察，从而促进电池技术的发展。
- 优化生产/降低成本
未来数年内，为了降低成本，企业需要提高电池的能量密度，减少材料和原材料用量以及由此产生的加工成本，并提高电池生产效率。材料试验能够加深人们对于该领域的理解，以便进一步开发产品和优化利用率。这将大幅降低与废弃电池相关的高昂成本。 - 延长续航能力和使用寿命
除了进一步优化锂离子电池的使用寿命/续航能力外，该行业还聚焦于未来的另一项电池技术。大型制造商纷纷开始投资研发固态电池技术。然而，只有 40% 的现有机器和工艺能够继续使用，固态电池所面临的挑战依然很多，例如改变阳极体积、调整生产模式等等。此外，固态电池需要高压条件才能实现理想的接触方式。因此，电池行为机械表征至关重要。 - 增强安全性
为了预测电池在极端情况下的行为，电池开发过程中还必须开展电池滥用试验和多物理场试验。此类试验非常复杂且极为关键，必须采取大量安全措施。
机械试验概览
电池系统对于电动汽车而言非常重要，不仅影响着其性能，也是占比最高的一项成本。为了确保电池的安全性、功能性和可靠性，必须在电池部件、完整电池组等不同层面开展机械和多功能试验。
- 原材料和电池部件试验： 电池组生产分为多个阶段，包括金属箔涂层，单个部件堆叠和组装等。因此，进行薄膜拉伸试验或电极涂层粘附强度评估是确保所有部件都符合质量标准的关键。
- 电池试验： 务必对电池进行机械、电气和热测试，并且这几类测试往往同时进行。例如，测试人员会在温控条件下对电池进行充放电，使其承受机械压缩，以了解电池在不同压力和温度下的行为。
- 电池系统： 系统层面（电池模块或电池组）的测试重点在于评估结构，例如托架、粘接接头和焊缝的强度。常见试验包括准静态拉伸或剪切拉伸试验。
- 电池滥用试验：电池滥用试验对于评估电池在失火和爆炸等极端条件下的性能至关重要。钉子穿刺试验、抗压试验和温度循环试验等诸多测试都有助于揭露电池的薄弱点并提高整体安全性。随着技术进一步发展，关于试验系统精确性的要求也在不断提高。
机械试验是电池开发过程中不可或缺的一环。从研究到生产和质量保证，此类试验都发挥着关键作用，有助于企业开发出更加强大、安全、耐用的电池，朝着碳中和的未来更进一步。
