Nieuwe energie-industrie
Testen van EV-batterijen
EV-batterijcel-, module- en pakketoplossingen
Terwijl de wereldwijde auto-industrie op weg is naar elektrificatie, staan batterijfabrikanten onder ongekende druk om te innoveren en te evolueren. De ingenieurs van ITM-LAB werken nauw samen met marktleiders om te voldoen aan de groeiende vraag naar kleinere, lichtere en krachtigere batterijen. De huidige uitdagingen zijn onder meer het ontwikkelen van testmethoden en armaturen die zijn aangepast voor het testen van batterijen, evenals het verbeteren van de doorvoer en efficiëntie in QC-laboratoria. Als wereldleider in de materiaaltestindustrie is ITM-LAB uniek gepositioneerd om te voldoen aan de behoeften van batterijtestlaboratoria over de hele wereld, door lokale ondersteuning te bieden die responsief en in de lokale taal is, en een volledig scala aan diensten biedt, waaronder installatie, kalibratie, training, on-site machine-upgrades en alle servicebehoeften in het proces om downtime te minimaliseren.
Testen van materialen en componenten
Batterijen bestaan uit een verscheidenheid aan materialen, lijmen, lasnaden en componentstructuren die uitgebreid moeten worden getest. Naast ons brede assortiment standaard grepen en armaturen voor het testen van batterijen, ontwikkelt ITM-LAB op maat gemaakte armaturen die speciaal zijn ontworpen om de efficiëntie en herhaalbaarheid bij het testen van batterijmaterialen en -componenten te verbeteren. Onze Engineering Solutions-groep kan het ontwerp van batterij-armaturen snel voltooien om aan specifieke behoeften te voldoen.
Testen van separatoren
Separatoren zijn een essentieel onderdeel van lithium-ionbatterijen en andere vloeibare elektrolytbatterijen. De polymeren die in deze separatoren worden gebruikt, moeten sterk genoeg zijn om bestand te zijn tegen het wikkelen tijdens de assemblage en de ongelijkmatige beplating van lithium op de anode als gevolg van intensief gebruik. Veiligere, sterkere scheidingsmaterialen kunnen contact tussen de anode en de kathode effectiever voorkomen, terwijl dunnere materialen helpen het gewicht van elke cel te verminderen en de energiedichtheid te verhogen.
Punctie testen
Het testen van lekke banden is van cruciaal belang om de veiligheid en levensduur van elke cel gedurende de hele levenscyclus van de batterij te garanderen. De separator moet sterk genoeg zijn om bestand te zijn tegen lekke banden van dendrieten die door intensief gebruik zijn gevormd. Het waarborgen van de juiste monsterspanning en uitlijning van de bovenste sonde is van cruciaal belang voor deze toepassing. De tests zijn vergelijkbaar met EN 14477 en ASTM F1306.
Er zijn zowel handmatige als pneumatische klemmen beschikbaar om te voldoen aan normen zoals EN 14477, ASTM F1306, enz. Pneumatische grepen zorgen voor een herhaalbare klemkracht en een hogere doorvoer. Integratie in bestaande systemen is net zo eenvoudig als het installeren van pneumatische handgrepen.
Treksterkte testen
Trekproeven worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de separator bestand is tegen alle mechanische manipulaties tijdens de productie en gedurende de levensduur van de batterij. Het waarborgen van de juiste uitlijning, invoeging en klemming van het monster is van cruciaal belang voor het bereiken van een optimale herhaalbaarheid en doorvoer, en voor het voorkomen van schade aan het monster voorafgaand aan het testen. We raden aan om een precisiemonsterlader te gebruiken om de variabiliteit in testresultaten te verminderen en tegelijkertijd de ergonomie en veiligheid te verbeteren. De tests zijn vergelijkbaar met ASTM D882 en ISO 527-3.
Wrijvingscoëfficiënt testen
Strakke wikkeling zorgt voor mechanische belasting tussen de separator en de elektrodecoating, dus het is belangrijk om de wrijvingscoëfficiënt tussen de twee oppervlakken te begrijpen. Een beter begrip van de wrijvingscoëfficiënt zorgt voor een goed wikkelproces in de productie. ISO 8295 en ASTM D1894-14 worden vaak gebruikt als richtlijn voor deze tests.
Testen van perforatiebestendigheid tegen impactgebeurtenissen
De keuze van scheidingsmaterialen is van cruciaal belang voor de integriteit van de batterij, aangezien mechanische prestatieproblemen de kans op interne kortsluiting kunnen vergroten, wat leidt tot thermische runaway. Testen op lekbestendigheid tegen schokken is van cruciaal belang om het best presterende materiaal te selecteren, terwijl ook de dikte en het gewicht worden verminderd.
Geautomatiseerd testen
De geautomatiseerde systemen van ITM-LAB tillen het testen van batterijen naar een nieuw niveau van productiviteit. Aangezien de productie van batterijen blijft toenemen, zijn doorvoer en efficiëntie van cruciaal belang om aan de vraag te voldoen. Door gebruik te maken van geautomatiseerde systemen en aanbevolen apparatuur voor elke toepassing, kunnen operators worden vrijgemaakt en de productie worden gemaximaliseerd met behoud van optimale resultaten.
Elektrode testen
Een van de meest voorkomende storingsmodi voor batterijen is het barsten of afbladderen van de coating van het elektrodemateriaal van de stroomcollector. Dit barsten of afbladderen wordt vaak veroorzaakt door het constant laden en ontladen van de batterij en de mechanische belasting van het gebruik. Inzicht in de hechtsterkte en levensduur van de elektrode is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de batterij niet defect raakt voor het einde van de verwachte levensduur.
180 graden schiltest
De 180° afpeltest is een veelgebruikte methode om de sterkte van de elektrode-stroomcollectorverbinding te bepalen. Vanwege de mechanische voordelen en de eenvoudige uitlijning van het schilapparaat kan deze test worden uitgevoerd met behulp van handgrepen en loadcellen met lage kracht. Het is het beste om het gebruik van pneumatische grepen en metalen substraten te overwegen om een hoge doorvoer en een goede 180° schil voor elke test te garanderen.
90 graden schiltest
De 90° afpeltest is een andere veelgebruikte methode voor het testen van de hechting van de batterij-elektrode. De 90° afpeltest heeft doorgaans een iets hogere belasting dan de 180° afpeltest en kan sneller worden opgezet omdat er over het algemeen geen substraat voor nodig is. De meest voorkomende oplossingen van ITM-LAB voor deze test zijn ofwel een standaard 90° schilinrichting of een pneumatische schilopstelling die speciaal is ontworpen voor het testen van de elektrodehechting. Pneumatische 90°-schilbevestigingen zorgen voor een betere herhaalbaarheid en doorvoer, terwijl ze de operator ook helpen om monsters consistent op 90° te positioneren en uit te lijnen. Voor de bovenste armatuur optimaliseren pneumatische klemmen de doorvoer en herhaalbaarheid en worden ze aanbevolen voor het testen van delicate materialen.
Hechting testen
Onderzoekers ondersteunen het gebruik van adhesietesten als een andere methode voor het testen van de hechting van elektrode aan stroomcollectoren in batterijen. In plaats van de elektrode langzaam van de stroomcollector af te pellen, richten adhesietests zich op de adhesiesterkte over een vooraf bepaald elektrodegebied. De extreem snelle data-acquisitiesnelheid in combinatie met de hechtingstestopstellingen van ITM-LAB zorgt voor optimale resultaten en doorvoer.
Folie testen
Aluminium- en koperfolies worden gebruikt als stroomcollectoren in batterijen en worden van oudsher in grote hoeveelheden gebruikt. Aangezien de industrie ernaar streeft om zo min mogelijk materiaal te gebruiken om de beste energiedichtheid in elke batterij te bereiken, is het van cruciaal belang om de mechanische eigenschappen van elke folie te begrijpen om de veiligheid en levensduur van de batterij te garanderen. Naarmate folies langer, dunner en breder worden, is verbeterde technologie nodig om het kreuken en scheuren dat kan ontstaan aan te pakken. Het verifiëren en onderhouden van de mechanische eigenschappen van dit materiaal is van cruciaal belang voor het optimaliseren van de batterijproductie.
Treksterkte testen
Standaard trekproeven zijn de meest geschikte methode voor het bepalen van de mechanische eigenschappen van aluminium- en koperfoliemonsters. Pneumatische zijgrepen zorgen voor een constante druk en snelle doorvoer voor deze materialen met een groot volume, en een goede uitlijning van het monster is van cruciaal belang voor de herhaalbaarheid en bescherming van het monster voorafgaand aan het testen, aangezien dunne folies kunnen worden aangetast door kleine verkeerde uitlijningen in de grepen. We raden aan om een precisiemonsterlader te gebruiken om de variatie in testresultaten te verminderen en tegelijkertijd de ergonomie en veiligheid te verbeteren. ASTM E345-16 wordt vaak gebruikt als richtlijn voor deze test.
Geautomatiseerd testen
Naarmate de productie van batterijen blijft toenemen, worden materialen dunner en zijn doorvoer en efficiëntie van cruciaal belang om aan de vraag te voldoen. Door gebruik te maken van geautomatiseerde systemen en aanbevolen apparatuur kan worden voldaan aan de vraag naar dunnere, bredere en langere foliemonsters, terwijl operators worden vrijgemaakt en de doorvoer wordt gemaximaliseerd met behoud van optimale resultaten.
Las Inspectie
Lithium-ionbatterijen en andere vloeibare elektrolytbatterijen vereisen talloze lasnaden tussen elektroden, lipjes, behuizingen en cellen. Inzicht in de meest voorkomende storingsmodi en sterke punten van elke las is van cruciaal belang voor het bepalen van de levensduur van de batterij. Elke las moet bestand zijn tegen de mechanische belastingen die in een voertuig of apparaat worden aangetroffen, waardoor de las na verloop van tijd kan slijten. Elektrische voertuigen zijn bijvoorbeeld constant in beweging en trillen, wat moet worden verantwoord in termen van lasontwerp en kwaliteit.
Cilindrische batterij las testen
Cilindrische batterijen vereisen meerdere lassen tijdens de montage, waaronder het lassen van het kathodelipje aan het batterijdeksel, het lassen van het anodelipje aan de bodem van het blik en zelfs individuele lip-tot-liplassen. Al deze vereisen de juiste uitlijnings- en grijpoplossingen voor een hoge doorvoer en herhaalbare resultaten.
Prismatische inspectie van batterijlassen
De meeste lassen in prismatische cellen bevinden zich tussen de kathode/anode-tabs en elke stroomcollector, maar ook in de rail of het batterijblik zelf. Storingen kunnen op alle locaties voorkomen en moeten worden gecontroleerd op consistentie en duurzaamheid.
Pouch Cell Las Testen
Bij pouch-cellen zijn de anode- of kathodelipjes aan elkaar gelast en zijn de lipjes aan de accupolen gelast. Bovendien hebben pouch-cellen voorgemonteerde lasnaden die moeten worden getest. De juiste uitlijning van de opspanning en het monster, evenals veelzijdige oplossingen voor verschillende maten, zijn belangrijk.
Aanvullende tests
Naarmate er meer componenten en materialen in de batterij-industrie worden geïntroduceerd, zijn er talloze andere functies die moeten worden getest om de kwaliteit, sterkte, veiligheid en levensduur van elk ontwerp te garanderen.
Zwelling testen
De uitzetting van de batterij tijdens het laden en ontladen is een belangrijk kenmerk dat getest moet worden. Het is algemeen bekend dat sommige batterijen tijdens het fietsen slechts minimaal uitzetten en krimpen. Prismatische en pouch-cellen kunnen echter aanzienlijke uitzetting en krimp vertonen die moet worden gekenmerkt om een correct gebruik en veiligheid van elke batterij te garanderen.
Testen van stapelcompressie
Stackcompressietests kunnen worden gebruikt om de werkelijke krachten en mechanisch misbruik tijdens de levensduur van een batterij zo goed mogelijk na te bootsen
Schuim Compressie Testen
Het brede assortiment compressieplaten van ITM-LAB, gecombineerd met standaard of zeer nauwkeurige verplaatsingssensoren, kan worden gebruikt om het gedrag van schuimmaterialen onder belasting volledig te karakteriseren. Gebruikers kunnen een set compressieplaten (verkrijgbaar in verschillende maten en vormen) gebruiken om statische of cyclische compressietests uit te voeren en tegelijkertijd belastings- en lokale verplaatsingsgegevens te verkrijgen om schuim en gels te testen die worden gebruikt in EV-batterijcellen en -pakketten. Bovendien kan een verwarmde plaat aan het onderste aambeeld worden toegevoegd om de temperatuur van het persvlak te regelen, en kan een closed-loop controller worden gebruikt om de temperatuur van de verwarmde plaat te regelen en de werkelijke temperatuurmeting naar de testsoftware uit te voeren.
Ronde afschuiving testen
ITM-LAB-gebruikers kunnen kiezen tussen handmatige of pneumatische grepen om de belangrijke overlappende afschuiftest uit te voeren om de hechtsterkte van lijmen en lassen te karakteriseren die worden gebruikt in batterijpakket- en moduleassemblages. Er zijn ook gespecialiseerde geautomatiseerde oplossingen beschikbaar om de grepen zijdelings uit te lijnen op basis van informatie over overlappende schaarmonsters van barcodes of gemeten afmetingen.
Testen op het gebied van milieu
Materialen, cellen, modules en verpakkingen gedragen zich anders onder veranderende omgevingsomstandigheden. De testkamer die in het ITM-LAB-testraamwerk is geïntegreerd, stelt gebruikers in staat om hun monsters onder belasting te testen terwijl ze de testruimteomgeving bewaken en controleren.
