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鋰電池中鋁箔的力學(xué)性能如何測(cè)試?鋁箔的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率

科準(zhǔn)測(cè)控 ? 來(lái)源:科準(zhǔn)測(cè)控 ? 作者:科準(zhǔn)測(cè)控 ? 2023-04-25 09:37 ? 次閱讀
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鋰離子電池是一種被認(rèn)為有著極高潛力的能源儲(chǔ)存技術(shù),因其較高的能量密度、安全性、可重復(fù)充放電等特性,在能源領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。在鋰電池中,鋁箔作為電極集流體的重要組成部分,直接影響著電池的性能表現(xiàn)。鋁箔的厚度、光潔度、強(qiáng)度和延展性等力學(xué)性能,都是影響電池性能的重要因素。

因此,本篇文章科準(zhǔn)測(cè)控小編將以鋰電池用鋁箔為研究對(duì)象,采用拉伸試驗(yàn)的方式,結(jié)合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),使用精準(zhǔn)的測(cè)試儀器,對(duì)鋁箔的各項(xiàng)力學(xué)性能進(jìn)行了精確測(cè)量和分析,包括鋁箔的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等。這些數(shù)據(jù)對(duì)于鋰電池鋁箔的研發(fā)、生產(chǎn)、品質(zhì)控制以及性能評(píng)估等方面都具有重要意義,有助于推動(dòng)鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

一、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 228-2010 金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法》與《YB/T 4334-2013 金屬材室溫拉伸試驗(yàn)方法》對(duì)鋁箔試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)

二、測(cè)試儀器

1、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

2、氣動(dòng)箔材專用夾具

image.png

3、視頻引伸計(jì)

image.png

VIC-2D Gauge 視頻引伸計(jì)系統(tǒng)的測(cè)試過(guò)程主要分為三個(gè)步驟:

散斑制作:在實(shí)驗(yàn)開始前,需要在被測(cè)的鋰電池鋁箔表面制作黑白分明的散斑:硬件設(shè)置:合理架設(shè)、并調(diào)整好相機(jī)系統(tǒng),;

軟件設(shè)置:設(shè)置系統(tǒng)采集參數(shù),包括采樣幀率、曝光時(shí)間、圖像分辨率,Gauge 點(diǎn)的添加,引伸計(jì)的添加;

數(shù)據(jù)計(jì)算:試驗(yàn)機(jī)與視頻引伸計(jì)同步測(cè)量,并計(jì)算輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、試驗(yàn)條件

試驗(yàn)溫度:室溫25°C左右

載荷傳感器:1000 N (0.5 級(jí))

夾具氣壓:0.4-0.6(MPa)

試驗(yàn)速率:1.875mm/min

夾具間距離:125 mm

標(biāo)距:50m

三、試樣的制備

本次試驗(yàn),選取國(guó)內(nèi)主流鋁箔生產(chǎn)商的厚度為6um鋁箔,(長(zhǎng)X寬為180X15(mm)的長(zhǎng)條狀樣品。見(jiàn)下圖1),表1是試樣的信息。

image.png

四、測(cè)試流程

1、試驗(yàn)介紹

使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和視頻引伸計(jì)進(jìn)行拉伸試驗(yàn),試驗(yàn)速度為1.875毫米/分鐘,樣品為厚度為6微米的鋁。由于樣品的變形量較小,無(wú)法使用接觸式引伸計(jì)進(jìn)行測(cè)量,因此使用了120毫米單鏡頭的視頻引伸計(jì)。在試驗(yàn)前,使用標(biāo)線筆在樣品上繪制標(biāo)線,并通過(guò)攝像頭識(shí)別和跟蹤標(biāo)線來(lái)進(jìn)行測(cè)量。視頻引伸計(jì)具有0.5級(jí)的精度,能夠連續(xù)測(cè)量從彈性區(qū)到塑性區(qū)全部變形,直到樣品斷裂。

image.png

2、測(cè)試流程

本次測(cè)試流程主要分為三個(gè)部分,包括試驗(yàn)試樣制備、測(cè)試操作和數(shù)據(jù)處理。

A、試樣制備

試樣選取國(guó)內(nèi)主流鋁箔生產(chǎn)商的厚度為6um的鋁箔,制備長(zhǎng)條狀樣品,長(zhǎng)寬分別為180mm和15mm。在樣品上繪制標(biāo)線,以便使用視頻引伸計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

B、測(cè)試操作

使用氣動(dòng)箔材專用夾具將鋁箔夾緊,夾具氣壓設(shè)置在0.4-0.6MPa之間。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),設(shè)置試驗(yàn)條件,包括夾具間距離、標(biāo)距、試驗(yàn)速率等參數(shù)。開始進(jìn)行拉伸試驗(yàn),視頻引伸計(jì)會(huì)自動(dòng)識(shí)別、跟蹤樣品上的標(biāo)線,實(shí)時(shí)測(cè)量其變形情況。在鋁箔發(fā)生塑性變形時(shí),視頻引伸計(jì)可以測(cè)量全部變形量,并連續(xù)測(cè)量直至樣品斷裂。

C、數(shù)據(jù)處理

通過(guò)視頻引伸計(jì)測(cè)量得到鋁箔在拉伸過(guò)程中的變形情況,包括應(yīng)力-應(yīng)變曲線、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能參數(shù)。將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)、分析和對(duì)比,可以得出鋁箔的力學(xué)性能參數(shù),為鋁箔的開發(fā)、品質(zhì)管理、制造工藝設(shè)定、性能鑒別等提供可靠數(shù)據(jù)。

結(jié)論

綜上所述,使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配合視頻引伸計(jì)、氣動(dòng)箔材專用夾具,可以滿足標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 228-2010金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法》《YB/T 4334-2013 金屬材 室溫拉伸試驗(yàn)方法》的要求,可精確、全面測(cè)取鋁箔的各項(xiàng)力學(xué)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。這對(duì)于鋁箔產(chǎn)業(yè)與鋰電行業(yè)的技術(shù)發(fā)展非常重要,能夠?yàn)殇X箔的產(chǎn)品研發(fā)、品質(zhì)管理,以及該行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提供數(shù)據(jù)支持與技術(shù)保障。

以上就是小編介紹的鋰電池用鋁箔拉伸試驗(yàn)內(nèi)容,希望可以給大家?guī)?lái)幫助!如果您還想了解更多關(guān)于鋰電池用鋁箔拉伸試驗(yàn)彈性模量檢測(cè)方案、電池極片機(jī)械性能測(cè)試、鋰離子電池專用鋁塑復(fù)合膜檢測(cè)方案和用鋁膜爆破壓力測(cè)試方法等問(wèn)題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答!

審核編輯 黃宇

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