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鋰電池材料試驗(yàn)第二講|鋰離子電池隔膜穿刺試驗(yàn)

來源:阿美特克測(cè)試儀器   2021年05月26日 16:54  
近年來,隨著鋰離子電池產(chǎn)品的大量應(yīng)用,鋰電已日益成為我們?nèi)粘W顬楸憬莸膭?dòng)力來源,隨之而來的鋰電池安全問題也越來越受到大家的關(guān)注。鋰電池的整體安全性由多種復(fù)雜的因素構(gòu)成,而其中由于短路原因引起的熱失控問題占到了相當(dāng)?shù)谋壤?。鋰電池的短路除了常見的外部短路外,其?nèi)部隔膜的破損也是導(dǎo)致其內(nèi)部發(fā)生短路的重要原因之一。
 
在隔膜破損的種種誘因中,鋰枝晶是眾多分析和研究的眾矢之的。鋰電池在重復(fù)的充放電過程中,由于工藝、材料、過充、大電流充電、低溫下充電等原因,金屬鋰會(huì)不可避免的析出,這些析出的鋰會(huì)逐漸沉積形成鋰枝晶,從而成為鋰電池潛在的風(fēng)險(xiǎn)。鋰枝晶有多種形態(tài),其中樹枝狀的金屬鋰在生長、沉積的過程中,達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)穿透隔膜,從而導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生短路,這種短路往往會(huì)造成災(zāi)難性的后果。
 

 

LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)提供完整的鋰電池隔膜力學(xué)性能測(cè)試,主要包括隔膜拉伸強(qiáng)度、延伸率、穿刺強(qiáng)度,剝離強(qiáng)度(涂層復(fù)合膜)等。同時(shí)LLOYD材料力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)可以完成高精度的鋰電池強(qiáng)制內(nèi)短路測(cè)試,確保鋰電池更加安全。
 

 

 今天我們來介紹阿美特克鋰電池材料試驗(yàn)解決方案第二講
——鋰離子電池隔膜穿刺試驗(yàn)。
 
鋰離子電池隔膜穿刺試驗(yàn)
 
鋰離子電池隔膜的穿刺試驗(yàn)是評(píng)價(jià)隔膜抗穿刺強(qiáng)度的最主要方法。通過標(biāo)準(zhǔn)的探頭以標(biāo)準(zhǔn)的速度穿透隔膜,捕捉穿透瞬間的最大載荷(N),除以隔膜的平均厚度(μm)即為穿刺強(qiáng)度(N/μm)。隔膜根據(jù)其成型工藝的不同,分為干法、濕法,而具體工藝上又有單向拉伸、雙向同步拉伸,雙向異步拉伸等,且根據(jù)其表面涂布材料的不同,每種膜表現(xiàn)出的抗穿刺性能會(huì)有很大的區(qū)別。
 
如何能在快速的穿刺中更為準(zhǔn)確的測(cè)算力值,精確地捕捉到穿刺瞬間的峰值,分辨出細(xì)微載荷量的變化,并保證一個(gè)較高的測(cè)試重復(fù)性是諸多隔膜廠家和用戶面臨的難點(diǎn)。在解決以上問題的同時(shí),如何提高測(cè)試的效率是諸多廠家需要兼顧的問題。
 

LLOYD氣動(dòng)穿刺治具

 
LLOYD氣動(dòng)穿刺治具是專門為提高電池隔膜穿刺試驗(yàn)效率和穩(wěn)定性開發(fā)的一款氣動(dòng)輔具。該治具采用穩(wěn)壓氣缸升降,可快速、高效的固定隔膜,且保證均一、穩(wěn)定的夾緊力;可定制前后隔膜入料或左右入料,符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì);同時(shí)入料方向可旋轉(zhuǎn),滿足不同操作人員的使用習(xí)慣。試驗(yàn)人員放置好隔膜后,可通過手動(dòng)或腳踏開關(guān)快速操作完成夾持或換位,夾持完畢后,只需按動(dòng)手控盒的開始鍵即可快速開始試驗(yàn),高效的完成5點(diǎn)或多點(diǎn)穿刺測(cè)試。
 
LLOYD 10次穿刺試驗(yàn)疊加效果
 
值得一提的是,LLOYD測(cè)試系統(tǒng)讀數(shù)級(jí)的測(cè)試精度可更為準(zhǔn)確的測(cè)量真實(shí)力值;高達(dá)8000Hz的數(shù)據(jù)采樣率保證了真實(shí)峰值的捕捉,使測(cè)試結(jié)果無限接近于最高峰值;常規(guī)單柱機(jī)型最小分辨率可達(dá)0.00005N,能夠有效的分辨出細(xì)微力值的變化和材料的區(qū)別;為材料科研和質(zhì)量控制提供有力的保障。
 

LLOYD 5點(diǎn)全自動(dòng)穿刺測(cè)試系統(tǒng)
 

在不斷改善測(cè)試應(yīng)用的同時(shí),LLOYD 5點(diǎn)全自動(dòng)穿刺系統(tǒng)的開發(fā)更為測(cè)試量巨大的用戶提供了更為便捷、高效的測(cè)試手段。一次夾載后LLOYD系統(tǒng)可以自動(dòng)完成5點(diǎn)全自動(dòng)穿刺,并計(jì)算均值,更大程度的解放了用戶的雙手和操作時(shí)間,使一套高精度測(cè)試系統(tǒng)完成幾倍的測(cè)試工作量,深受用戶喜愛。

 

LLOYD材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
 
LLOYD(勞埃德)測(cè)試系統(tǒng)源自英國,是美國AMETEK(阿美特克)集團(tuán)旗下產(chǎn)品。LLOYD材料試驗(yàn)系統(tǒng)專注于輕工檢測(cè),以讀數(shù)級(jí)精度,高達(dá)8000Hz的單通道數(shù)據(jù)采樣率,最高2032mm/min的測(cè)試速度廣泛應(yīng)用于世界500強(qiáng)企業(yè)中。
 
 
LLOYD材料測(cè)試系統(tǒng)可準(zhǔn)確、便捷的完成材料拉伸,壓縮,彎曲,穿刺,剝離,撕裂,摩擦,蠕變,松弛,低頻疲勞等多種測(cè)試項(xiàng)目。豐富的治具方案可在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的同時(shí)為用戶提供極大的操作便利性。
 
同時(shí),作為測(cè)控系統(tǒng)的核心,專業(yè)的Nexygen Plus 操作軟件廣受廣大用戶的認(rèn)可。軟件自帶龐大的國際標(biāo)準(zhǔn)庫,除了ASTM, DIN, EN, ISO, JIS等國際標(biāo)準(zhǔn),用戶也可便捷的自建標(biāo)準(zhǔn)文件。

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