Vorteile für den Benutzer
- Eine thermostatische Kammer ermöglicht die Messung der Adhäsionskraft von Kathodenmaterialien bei tatsächlicher Temperatur
Umgebungen. - Eine Vorrichtung zum Schälen von Kupferfolien ermöglicht die Durchführung von Schälversuchen unter Beibehaltung eines Winkels von 90° in einer thermostatischen Kammer.
- Durch die Verwendung einer Wägezelle mit einem größeren Genauigkeits-Garantiebereich als bei einer herkömmlichen Wägezelle ist es möglich, hohe
Genauigkeitsprüfungen auch bei kleinen Prüfkräften.
Einführung
Lithium-Ionen-Batterien spielen aufgrund ihrer hohen Energiedichte und hervorragenden Ladeeffizienz eine wichtige Rolle in verschiedenen elektronischen Geräten. Um die Batterieleistung zu verbessern, werden Materialien und Verarbeitungsmethoden aktiv entwickelt, und die Messung der Festigkeit ist eine der wichtigsten Bewertungsmethoden. Diese Application News befasst sich mit der Haftfestigkeit von Elektrodenblättern, die als Batterieelektroden verwendet werden. Abb. 1 zeigt den Aufbau eines Elektrodenblechs. Ein Elektrodenblatt besteht aus einem Elektrodenmaterial, das an einem Stromkollektor haftet, durch den sich die Elektronen bewegen. Das Elektrodenmaterial besteht aus einem kathodenaktiven Material wie Lithiumeisenphosphat und einem isolierenden Material, dem sogenannten Binder. Wenn die Haftung zwischen dem Elektrodenmaterial und dem Stromkollektor schwach ist, kann sich das Elektrodenmaterial vom Stromkollektor lösen, wodurch die Elektronen daran gehindert werden, sich in der Elektrodenschicht zu bewegen, und der elektrische Widerstand steigt. Daher ist die Bewertung der Haftfestigkeit wichtig für die Verbesserung der Batterieleistung. In dieser Anwendung werden die Testausrüstung, die Testbedingungen und die Ergebnisse des Schältests für Batteriekathodenmaterialien beschrieben. Auch die Temperaturabhängigkeit der Haftfestigkeit der Elektrodenmaterialien wird beschrieben.
Apparat
Abb. 2 und Tabelle 1 zeigen das Prüfgerät, und Abb. 3 zeigt den Aufbau der Proben. Die Prüfungen wurden mit einer Präzisions-Universalprüfmaschine AGS -V mit 1 kN-Schraub-Flachspannern und einer darauf montierten Kupferfolien-Schälprüfvorrichtung durchgeführt. Die Proben bestanden aus rechteckigen Metallplatten, die mit doppelseitigem Klebeband beklebt und anschließend mit kathodenaktiven Materialien beschichtet wurden. Die Proben wurden in die Kupferfolien-Schälvorrichtung eingespannt, und die Aluminiumfolie wurde mit dem Schraub-Flachgreifer festgehalten. Die Folie wurde immer in einem Winkel von 90° zum Probekörper abgezogen, so dass der Mittelpunkt der Last mit dem Mittelpunkt des AGS-V zusammenfällt.
Testbedingungen
Tabelle 2 zeigt die Testbedingungen. Bei dieser Prüfung werden die Kraft und ihre
Die Temperaturabhängigkeit wurde bewertet. Die Temperatur
Die Bedingungen waren Raumtemperatur, 50 °C und 70 °C.
Test Ergebnisse
Abb. 4 zeigt die Kraft-Verschiebungs-Kurve. Die gestrichelt-gepunktete Kurve gilt für Raumtemperatur, die gepunktete Kurve für 50 °C und die echte Kurve für 70 °C. Die Tests wurden bei jeder Temperatur dreimal durchgeführt, wobei die gezeigte Kurve für eine der drei Proben repräsentativ ist. Die Durchschnittswerte der Adhäsionskraft sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Adhäsionskräfte wurden aus der durchschnittlichen Kraft zwischen 20 mm und 80 mm der Verschiebung berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Adhäsionskraft mit steigender Temperatur größer wird.
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