重点解析锂电池极片机械性能测试方法汇总
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锂电池负极材料循环容量保持率测试方法概述锂电池是一种重要的可充电电池,其正负极材料是决定其性能的关键因素。
其中,负极材料的循环容量保持率对锂电池的循环寿命和使用性能有着重要影响。
因此,准确测试锂电池负极材料的循环容量保持率是十分必要的。
负极材料的循环容量保持率定义负极材料的循环容量保持率是指锂电池在经过一定次数的循环充放电后,负极材料容量相对于初始容量的保持率。
它是评价负极材料循环性能的重要指标。
测试方法一般来说,测试锂电池负极材料的循环容量保持率需要经历以下步骤:1. 材料制备首先需要准备好测试用的负极材料。
负极材料通常是由石墨、石墨烯等物质组成。
材料制备的方法包括机械混合、溶胶凝胶法等。
2. 锂电池制备将负极材料与锂盐和电解质溶液混合,制备成锂电池。
需要注意的是,在制备过程中要控制好材料与锂盐的比例和搅拌时间,以确保负极材料的均匀分散。
3. 循环充放电测试将制备好的锂电池放入测试设备中进行充放电测试。
测试时需设定合适的充放电电流和电压范围,以模拟实际应用场景中的使用情况。
4. 数据处理对测试得到的电池充放电数据进行处理,统计每个循环周期内的容量损失情况,计算出循环容量保持率。
5. 结果评估根据测试结果评估负极材料的循环容量保持率,可以对不同材料进行对比,寻找性能更好的负极材料。
注意事项在进行锂电池负极材料循环容量保持率测试时,需要注意以下几点:•控制测试条件的一致性,例如充放电电流、电压范围等要保持相同,以减小测试误差;•使用高质量的测试设备,确保测试结果的准确性和可靠性;•大样本测试,以得到更具代表性的结果;•注意安全事项,锂电池具有一定的危险性,测试时需要遵循相关安全操作规程。
结论通过对锂电池负极材料循环容量保持率的测试,可以评估各种负极材料的循环性能,为锂电池的研发和应用提供重要参考。
因此,合理选择测试方法、严格控制测试条件和注意测试细节是保证测试结果准确可靠的关键。
锂电池检测方法锂电池是一种常见的电池类型,广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
然而,由于锂电池在使用过程中可能存在安全隐患,因此对其进行检测是非常重要的。
本文将介绍几种常见的锂电池检测方法,希望能对大家有所帮助。
首先,常见的一种锂电池检测方法是使用电压表进行检测。
通过测量锂电池的电压,可以了解电池的电量情况。
一般来说,锂电池的标称电压为3.7V,当电压低于3.2V时,电池即将耗尽,需要及时充电。
通过电压表检测锂电池的电压,可以及时了解电池的使用情况,避免因电量不足而影响设备的正常使用。
其次,锂电池的内阻检测也是一种常用的检测方法。
内阻是指电池在放电过程中所产生的电阻,是衡量电池性能的重要指标之一。
通过内阻检测,可以了解电池的老化程度以及是否存在损坏。
一般来说,内阻越大,电池的性能就越差。
因此,定期对锂电池进行内阻检测,可以及时发现电池的异常情况,保证设备的安全使用。
另外,温度检测也是一种重要的锂电池检测方法。
锂电池在充放电过程中会产生热量,因此温度的变化可以反映电池的工作状态。
一般来说,锂电池在充电过程中会产生较高的温度,而在放电过程中温度会逐渐降低。
通过监测锂电池的温度变化,可以了解电池是否存在过热的情况,及时采取相应的措施,保证电池的安全使用。
最后,除了以上介绍的几种方法外,还有一些高级的检测设备可以对锂电池进行更为精确的检测,如循环寿命测试仪、防爆测试仪等。
这些设备可以对锂电池的循环寿命、安全性能等进行全面的检测,为电池的设计和生产提供重要参考。
综上所述,锂电池的检测是非常重要的,可以帮助我们及时了解电池的使用情况,保证设备的安全使用。
通过电压检测、内阻检测、温度检测以及高级检测设备的使用,可以全面了解锂电池的性能,为其安全使用提供保障。
希望本文介绍的锂电池检测方法对大家有所帮助。
锂电池检测报告一、引言。
锂电池是一种重要的能源储存装置,被广泛应用于电动汽车、移动设备等领域。
然而,由于其特殊的化学性质,锂电池在使用过程中存在一定的安全隐患。
因此,对锂电池进行定期的检测和评估显得尤为重要。
本报告旨在对锂电池进行全面的检测分析,以确保其安全性和性能稳定性。
二、外观检测。
首先对锂电池的外观进行检测。
通过目视观察,检查锂电池外壳是否有明显的变形、破损或渗漏现象。
同时,检查电池连接端子是否松动,外部绝缘层是否存在破损。
经过外观检测,发现锂电池外观完好,无明显损坏。
三、内部结构检测。
接着对锂电池的内部结构进行检测。
通过X射线透视或断面观察,检查正负极与电解质的接触情况,以及电池内部是否存在异物或气泡。
内部结构检测结果显示,锂电池内部结构完整,正负极与电解质接触良好,无异物或气泡存在。
四、电性能检测。
随后对锂电池的电性能进行检测。
采用恒流放电法,测试锂电池的容量、内阻、循环寿命等电性能指标。
检测结果表明,锂电池容量符合设计要求,内阻稳定,循环寿命长,电性能良好。
五、安全性能检测。
最后对锂电池的安全性能进行检测。
通过高温、高湿、外力冲击等多种条件下的模拟测试,评估锂电池的安全性能。
检测结果显示,锂电池在各种极端条件下均表现出良好的安全性能,无泄漏、爆炸等安全隐患。
六、结论。
综上所述,经过全面的检测分析,本次锂电池检测结果良好,符合安全使用要求。
建议在实际应用中,定期对锂电池进行检测,并严格按照操作规程使用,以确保其安全性和性能稳定性。
七、附录。
1. 锂电池检测报告表。
2. 检测仪器使用证明。
3. 相关检测数据记录。
以上为本次锂电池检测报告,如有疑问或需要进一步了解,请随时与我们联系。
锂电池产品测试报告一、测试目的:本次测试旨在评估锂电池产品的性能表现,包括电池容量、循环寿命、充放电效率等指标,以确保产品的质量和稳定性,为用户提供准确可靠的参考。
二、测试方法:1.电池容量测试:使用标准充电仪对锂电池充满电,然后通过标准放电仪将电池放电至电压降至3.0V,记录放电时间,并计算电池容量。
2.循环寿命测试:将锂电池进行充放电循环测试,每次循环充放电完成后,对电池进行容量测试,记录每一循环的电池容量,并观察电池容量的变化情况。
3.充放电效率测试:通过记录充电和放电过程中电流和电压的变化,并计算充放电过程中损耗的能量,得出充放电效率指标。
三、测试结果:1.电池容量测试结果如下表所示:电池型号,电池容量(mAh--------,-------------1,2002,1803,2104,190平均电池容量为1950mAh。
(图表展示每次循环后电池容量的变化趋势)通过观察图表,可以发现电池在初始循环次数后,容量变化趋于稳定,整体循环寿命良好。
3.充放电效率测试结果如下表所示:电池型号,充电效率(%),放电效率(%--------,------------,-----------1,90,82,92,83,89,84,91,8平均充电效率为90.5%,平均放电效率为85.5%。
四、测试结论:1.电池容量方面,锂电池产品的平均容量为1950mAh,满足产品规格要求。
2.循环寿命方面,测试结果显示锂电池产品的循环寿命良好,容量变化趋势稳定。
3.充放电效率方面,测试结果显示锂电池产品的平均充电效率为90.5%,放电效率为85.5%,达到了产品设计要求。
综上所述,本次锂电池产品测试结果良好,符合产品质量要求,可以安心推向市场并供用户使用。
同时,在生产过程中应继续加强质量控制,提高产品的一致性和稳定性,以更好地满足用户需求。
电芯极柱力学测试引言:电芯是电池的重要组成部分,其性能直接影响着电池的使用效果和寿命。
而电芯极柱力学测试是评估电芯机械强度和稳定性的一种重要方法。
本文将从电芯极柱的力学特性、测试方法以及相关应用等方面进行详细介绍。
一、电芯极柱的力学特性电芯极柱是指电芯内部的正极和负极,它们通过电解液和隔膜相互隔离,并通过极柱连接器与电池外部的电路相连。
电芯极柱的力学特性直接关系着电池的安全性和可靠性。
1. 强度和硬度:电芯极柱需要能够承受外部环境的力量和压力,同时在电池充放电过程中不发生变形或断裂。
因此,电芯极柱的强度和硬度是评估其机械性能的重要指标。
2. 稳定性:电芯极柱需要在长时间使用过程中保持稳定,不发生形变或松动。
否则,极柱连接部位的接触电阻将会增加,影响电池的性能和寿命。
二、电芯极柱力学测试方法为了评估电芯极柱的力学性能,科学家们开发了多种测试方法,以下是常见的几种方法:1. 压缩试验:通过施加垂直于极柱方向的力,测量电芯极柱在不同压力下的变形情况。
这种方法可以评估极柱的强度和硬度。
2. 拉伸试验:通过施加拉力,测量电芯极柱在不同载荷下的变形情况。
这种方法可以评估极柱的抗拉强度。
3. 弯曲试验:通过施加弯曲力,测量电芯极柱在不同曲率下的变形情况。
这种方法可以评估极柱的韧性和稳定性。
4. 冲击试验:通过施加冲击力,测量电芯极柱在不同冲击下的变形情况。
这种方法可以评估极柱的抗冲击能力。
三、电芯极柱力学测试的应用电芯极柱力学测试在电池领域有着广泛的应用。
以下是部分应用场景:1. 电池设计与优化:通过电芯极柱力学测试,可以评估电池的机械强度,帮助设计师优化电池结构和材料,提高电池的安全性和可靠性。
2. 电芯质量控制:通过对电芯极柱力学性能的测试,可以对生产过程中的电芯质量进行控制,确保电芯的一致性和稳定性。
3. 故障分析与改进:在电池故障分析中,电芯极柱力学测试可以帮助确定故障原因,并提供改进方案,避免类似问题再次发生。
锂电池电池极片内阻
对锂离子电池而言,电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。
欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。
极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。
锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。
电池内阻大,(在电池正常使用过程中)会产生大量焦耳热(根据公式:E=I^2RT)引起电池温度升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。
电池内阻大小的精确计算相当复杂,而且在电池使用过程中会不断变化。
根据经验表明,锂离子电池的体积越大,内阻越小;反之亦然。
扩展资料:
一、测量锂电池内阻的原理和方法:
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。
交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1KHz,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
二、导电涂层(涂碳铝箔)对锂电池的性能带来以下提升
1、降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;
2、显著提高电池组的一致性,降低电池组成本;
3、提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本;
4、减小极化,提高倍率性能,减低热效应;
5、防止电解液对集流体的腐蚀;
6、综合因子进而延长电池使用寿命。
7、涂层厚度:常规单面厚1~3μm。
锂离子电池正极检测标准
锂离子电池正极的检测标准主要包括以下几个方面:
1. 粒度分析:用于确定正极材料的颗粒大小。
2. 比表面积测定:用于测量正极材料的表面积。
3. 密度测定:用于确定正极材料的密度。
4. 热重分析:用于评估正极材料在加热过程中的质量变化。
5. 循环伏安测试:用于评估正极材料的电化学性能。
6. 恒流充放电测试:用于测试正极材料的充放电性能。
7. 电化学阻抗测试:用于了解正极材料的电化学行为。
此外,对于锂离子电池的生产企业,电极涂覆厚度的控制精度、电极烘干工艺技术、注液过程中温湿度和洁净度等环境条件控制能力、电池装配后的内部短路高压测(HI-POT)在线检测能力等也是重要的检测标准。
以上信息仅供参考,如需获取更具体的信息,建议查阅相关资料或咨询专业人士。
磷酸铁锂电池测试方法磷酸铁锂电池是一种常用的锂离子电池,具有高能量密度、长循环寿命、较高的安全性等特点,广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。
为了确保磷酸铁锂电池的质量和性能,需要进行各种测试方法。
本文将详细介绍磷酸铁锂电池的测试方法。
1.电池外观检查电池外观检查主要是检查电池是否有明显的外观缺陷,如破损、变形、漏液等,同时还需要检查电池的容量和标志等信息是否正常。
2.电池尺寸测量通过测量电池的尺寸,可以判断电池的制造工艺是否符合要求,同时还可以检查电池的内部结构是否正常。
3.电池容量测试电池容量是反映电池储存能量大小的重要指标,可以通过以下方法进行测试:(1)充放电测试:将电池充电到一定电量,然后将其放电直到电量完全耗尽,记录电池的放电时间和放电电压,通过计算可得电池的容量。
(2)静态测试:将电池放置一段时间后,通过测量电池的开路电压来判断电池的容量。
开路电压高于标准电压则表示容量高,开路电压低于标准电压则表示容量低。
4.电池内阻测试电池内阻是指电池内部的电流在电池内部流动时会遇到的阻力,是评估电池性能的重要指标。
可以通过四线法或二线法进行测试,常用方法有:(1)AC内阻测试:使用交流信号进行测试,通过测量电池放电时电流与电压的关系,计算得到电池的内阻值。
(2)DC内阻测试:使用直流信号进行测试,通过测量电池充电或放电时电流和电压的关系,计算得到电池的内阻值。
5.循环寿命测试循环寿命是指电池在一定循环次数后保持一定容量的能力,是评估电池使用寿命的重要指标。
可以通过以下方法进行测试:(1)充放电循环测试:将电池进行充放电循环,通过测量电池容量的衰减情况来判断电池的循环寿命。
(2)快充循环测试:将电池进行快速充放电循环,通过测量电池的温升情况来判断电池的循环寿命。
6.安全性测试安全性是电池最重要的性能之一,为了确保电池的使用安全,需要进行安全性测试,主要包括短路测试、过充测试、过放测试、高温测试等,以评估电池的安全性能。
锂电池测内阻方法
1.直流内阻测量法:
-直流内阻测量是最常用的测量方法,通常采用专用的电池内阻测试仪或万用表的电流档配合电压档进行测量。
具体步骤如下:-快速给电池施加一个已知的大电流脉冲(例如几安培至几百安培),同时测量电池两端的电压变化。
-通过欧姆定律(R=ΔV/I),计算出电压的变化量ΔV与电流I的比值,即为电池的内阻R。
-由于电池内阻随温度、SOC(StateofCharge,荷电状态)和充放电状态等因素变化,因此在实际操作中,应在规定条件下进行测量。
2.交流注入法:
-通过向电池注入小幅度的交流电流,测量由此产生的交流电压,通过阻抗分析仪或类似的设备计算其阻抗谱,从中提取电池的交流内阻。
-交流内阻包含了电池的欧姆内阻(电阻性成分)和频率相关的阻抗(感性、容性成分),能反映电池内部状态的更多信息。
3.电化学阻抗谱:
-EIS是一种非破坏性的电池内部状态诊断方法,通过在电池两端施加一个幅值较小的交流信号,测量其响应的电压变化,绘制Bode 图或Nyquist图,分析电池的阻抗特性,从而获取更为详细的内阻信息。
4.脉冲电流测试法:
-向电池施加一个短时间的脉冲电流,通过高速采集设备记录电流和电压的瞬态响应,然后通过数学模型和数据分析方法计算出电池的内阻。
5.专用仪器测量:
-有许多商用的电池测试设备集成了上述多种测量方法,能够快速准确地测量电池内阻,并能适应不同的应用场景和电池类型。
锂电池负极材料循环容量保持率测试方法锂电池是目前最为广泛使用的一种充电电池,由于其容量大、经久耐用等特点,被广泛应用在便携电子设备、电动车、能源储存等领域。
而锂电池的负极材料的循环容量保持率对于电池的寿命和稳定性至关重要。
因此,对于锂电池负极材料的循环容量保持率测试方法的研究和应用十分重要。
一、循环容量保持率概述循环容量保持率,指电池在经过多次充放电后保持一定容量的能力。
一般来说,循环容量保持率越高,说明电池的寿命越长、稳定性越好。
二、锂电池负极材料循环容量保持率测试方法目前针对锂电池负极材料循环容量保持率的测试方法主要有循环伏安法、电化学阻抗谱法和自放电法等几种。
1、循环伏安法循环伏安法是利用电化学方法对电池进行测试的一种方法,通过对熔盐电池的电极进行循环伏安测试,可以精确测定锂离子的可逆容量和去除非可逆容量。
循环伏安法是目前锂电池负极材料循环容量保持率测试比较常用的方法之一。
2、电化学阻抗谱法电化学阻抗谱法是另一种测试锂电池负极材料循环容量保持率的电化学方法。
该方法通过在不同频率下测试电池的阻抗来测定电池的化学反应过程,以及材料的电学性质,从而确定电池性能和材料的改善方向,其准确度相对较高。
3、自放电法自放电法是一种非电化学测试方法,通过测量电池短期内的自放电量来判断电池的循环容量保持率。
该方法比较简单快捷,被广泛地应用于工业界和实验室中。
三、结论对于锂电池负极材料的循环容量保持率,不同的测试方法都有各自的优缺点。
因此,需要根据具体的实验要求和研究目的选择合适的测试方法,从而更加准确地评估电池的性能和寿命。
此外,随着科技的进步,未来仍会有新的测试方法应用于锂电池负极材料的循环容量保持率研究中。
锂电池极片机械性能测试方法汇总
锂离子电池极片是一种由电极涂层和集流体箔材组成的三层结构复合材料,即颗粒组成的涂层,均匀的涂敷在金属集流体两侧,主要由四部分组成:(1)活性物质颗粒;
(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相);(3)孔隙,填满电解液;(4)金属箔材集流体。
极片的机械稳定性对电池有重要影响,特别像硅基负极,在充电/放电周期内插入和脱出锂时,体积变化达到270%,循环寿命差。
这个体积膨胀会导致硅颗粒的粉碎,以及涂层从铜集流体中分离。
用来确定活性物质涂层预期使用寿命和性能的重要方法是检查涂层结合强度,涂层失效情况的分析。
涂层失效包括涂层从基材的剥离,这种剥离可能是因为机械或热应力、电化学应力等原因引起。
涂层材料的剥离可以表现为多种不同的方式:开裂、脱层、散裂、碎裂或塑性变形等。
检查涂层附着力和涂层失效分析需要采用可靠实用的方法来定量说明涂层-基材之间的附着强度和表征失效机理,是用于预防或制止附着失效的重要信息。
理解这些知识有助于提高整体涂层的质量和性能。
实际附着力是将涂层从基材分离所需要施加的载荷。
实际附着力可能会受到许多因素,如涂层厚度、基材的粗糙度、涂层的机械性能和基材的表面化学结果的影响。
实际附着力的测定结果也可能受试验方法的影响。
最常用的方法包括剥离试验、弯曲试验、划痕试验和压痕试验。
本文简单汇总介绍锂电池极片机械性能测试方法,由于个人水平有限,文中错误之处欢迎批评指正,也欢迎大家留言补充。
1、纳米压痕
纳米压痕技术也称深度敏感压痕技术
(Depth-SensingIndentation,DSI),是最简单的测试材料力学性质的方法之一,可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质,如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等。
以下视频为纳米压痕基本原理介绍。
图1(a)纳米压痕测试示意图;(b,c)负极极片压痕扫描
照片
图1是纳米压痕测试原理示意图以及锂离子电池负极极片压痕的扫描照片,测试时,对压头施加载荷P,压头压入样品中,卸载后在样品表面留下压痕。
图2是纳米压痕试验中典型的载荷-位移曲线。
在加载过程中试样表面首先发生的是弹性变形,随着载荷进一步提高,塑性变形开始出现并逐步增大;卸载过程主要是弹性变形恢复的过程,而塑性变形最终使得样品表面形成了压痕。
图中hc是接触深度,ht 是最大载荷时的位移,ε是与压头有关的仪器参数。
由图2
可知,载荷从0逐渐增加到最大载荷30mN,随后载荷基本成直线下降,此时该直线的斜率即为该试样的接触刚度S。
通过测量压入载荷P、压痕表面积A以及接触刚度S就可以计算得到硬度H和弹性模量E。
图2纳米压痕测试中典型的载荷-位移曲线图3是锂离子电池(a)正极和(b)负极多次纳米压痕测试载荷-位移曲线,以及(a)正极和(b)负极不同压入深度测试对应的弹性模量。
研究表明,涂层内部的微观结构和内应力是造成涂层厚度不同时涂层弹性模量变化的主要原因,制备涂层时,涂层越厚、致密度越高、内应力越大,导致测试的涂层的弹性模量就越大。
当压入深度很小时,特
别是试样表面粗糙时,就会产生明显的表面效应。
这主要是由表面粗糙度所引起的,主要表现为刚开始测试时数据不真实和分散。
为尽可能地减少表面粗糙度所带来的影响,建议压入深度不小于某一直,以保证表面粗糙度引起的压入深度的不确定度比较小。
图3锂离子电池(a)正极和(b)负极多次纳米压痕测试载荷-位移曲线,以及(a)正极和(b)负极不同压入深度测试对应的弹性模量
2、拉伸测试
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的
试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、
屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。
图4是应用于锂离子电池极片的拉伸测试样品规格及简易拉伸测试夹具。
图4锂离子电池极片拉伸测试样品规格及简易拉伸测试夹具图5是锂离子电池的负极、正极和铝箔拉伸测试的应力-应变曲线,与金属材料的典型应力-应变曲线类似,一般分为以下几个阶段:
1)弹性阶段:应力应变基本上呈线性关系。
卸载后还可以恢复到原来的长度。
曲线在形变达到0.2%的点称屈服
点,对应的强度为屈服强度,此时可以计算出弹性模量E,即曲线的斜率。
2)屈服阶段:应力基本保持不变,而应变有显著增加。
3)强化阶段:这个阶段是塑性硬化阶段,电池极片没有观察到这个阶段。
在f点对应的应力峰值为抗拉强度。
4)局部变形阶段:此时样品会发生缩颈现象,直至断裂。
极片拉伸断裂过程如图6所示。
图5锂离子电池的(a,b)负极、(c)正极和(d)铝箔拉
伸测试应力-应变曲线
图6极片拉伸断裂过程示意图
图7是锂离子电池的(a)负极和(c)正极拉伸测试的应力-应变曲线,根据这些测试数据推断锂离子电池极片的本构关系,并将这些极片的拟合模型应用于锂离子电池的模拟计算中,研究电池的机械性能。
图7锂离子电池的(a)负极和(c)正极拉伸应力-应变曲线,以及极片本构关系的模型拟合
3、压缩测试
在金属材料的力学性能测试中,拉伸试验中定义的力学性能指标和相应的计算公式,在压缩试验中基本上都适用。
但是,对试样施加单轴压缩载荷时,其应力状态软性系数明显大于拉伸状态,使得有些在拉伸试验中显示脆性断裂的材料(如灰铸铁、陶瓷、非晶合金等),在压缩试验中有可能会显示一定的塑性变形,或显示较高的强度。
因此,在研究脆性材料的变形和断裂行为时往往采用压缩试验,同时测量其强度和塑性。
在研究锂离子电池极片本构关系模型时,为了更全面地认识极片的力学性能,在对极片做拉伸的同时,也常常对极
片做压缩测试,图8是锂离子电池的(a)负极和(c)正极压缩测试的应力-应变曲线,以及极片本构关系的模型拟合。
根据极片的拉伸和压缩实验测试数据构筑极片的本构模型,再将模型应用于研究电池组装工艺中的极片断裂行为,实验和模拟对比结果如图9所示。
图8 锂离子电池的(a)负极和(c)正极压缩测试应力-应变曲线,以及极片本构关系的模型拟合
图9电池组装工艺中极片断裂行为的实验和模拟研究
4、弯折测试
弯曲试验时试样表面应力最大,可以灵敏地反应材料表面缺陷,常用于研究表面强化工艺及表面性能。
图9给出了常见的三点弯曲试验的加载及记录的载荷挠度曲线示意图,图中虚线对应的应力值即为材料的抗弯强度(flexural strength or bend strength)。
图10弯曲试验加载及记录的载荷挠度曲线示意图
5、剥离测试
涂层剥离强度是指涂层与基体之间单位面积涂层从基体材料结合面上剥落下来所需要的力。
它是检测涂层性能非常重要的一个指标。
若结合强度过小,轻则会引起涂层寿命降低,产生早期失效,重则造成涂层局部起皮、剥落无法使用。
涂层拉伸强度是涂层承受法向拉伸应力的极限能力,这是评定涂层结合强度的最重要指标。
试验中利用试验工具或设备使试样承受垂直于涂层表面的拉伸力,直至试样被拉开,即涂层剥离,记下破坏时的载荷,以试样的断面积除载
荷值,即可求出涂层的拉伸强度。
一般测试方法,将极片分条,压敏3M-VHB双面胶贴在电极表面,另一面贴在不锈钢板上,将不锈钢板和集流体固定在拉伸设备的两个夹具上,然后以一定的速度拉伸样品,进行180度剥离测试,当铝集流体被完全剥离下来时检测到的力就是剥离力,测试原理如图11所示。
图11涂层剥离强度测试示意图
采用微机控制电子万能试验机可进行拉伸试验、压缩试验、剥离试验、撕裂试验以及剪切与弯曲试验等。
6、划痕测试
图12划痕试验仪的一般操作示意图。
在进行划痕试验
期间,由金刚石或其它硬质材料制成的划针沿涂层表面线性划线,同时施加恒定或者逐渐增加的载荷。
其结果是,划针划入涂层,到达涂层界面或穿过涂层到达基材界面。
涂层和基材体系会产生内聚和附着失效。
检查直接从划痕试验以及划痕后显微分析获得的数据可得到有关涂层本身和涂层–基材体系的有用信息。
图13是两种不同工艺的硅基负极在不同载荷作用下划痕扫描电镜照片,通过研究划痕测试实验数据,可以比较负极极片的机械稳定性,推断电池的循环寿命和性能。
图12划痕试验仪的一般操作示意图。
图13两种不同工艺的硅基负极在不同载荷作用下划痕扫描
电镜照片。