Công nghiệp năng lượng mới

Kiểm tra pin EV
Giải pháp tế bào, mô-đun và gói pin EV

Khi ngành công nghiệp ô tô toàn cầu tiến tới điện khí hóa, các nhà sản xuất pin đang chịu áp lực chưa từng có để đổi mới và phát triển. Các kỹ sư của ITM-LAB đang hợp tác chặt chẽ với các nhà lãnh đạo ngành để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về pin nhỏ hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn. Những thách thức hiện tại bao gồm phát triển các phương pháp thử nghiệm và đồ đạc được tùy chỉnh cho các ứng dụng kiểm tra pin, cũng như cải thiện thông lượng và hiệu quả trong các phòng thí nghiệm QC. Là công ty hàng đầu thế giới trong ngành thử nghiệm vật liệu, ITM-LAB có vị trí độc đáo để đáp ứng nhu cầu của các phòng thí nghiệm thử nghiệm pin trên toàn thế giới, cung cấp hỗ trợ địa phương đáp ứng và bằng ngôn ngữ địa phương, cung cấp đầy đủ các dịch vụ bao gồm lắp đặt, hiệu chuẩn, đào tạo, nâng cấp máy tại chỗ và bất kỳ nhu cầu dịch vụ nào trong quy trình để giảm thiểu thời gian chết.

Thử nghiệm vật liệu và thành phần
Pin bao gồm nhiều loại vật liệu, chất kết dính, mối hàn và cấu trúc thành phần yêu cầu kiểm tra toàn diện. Ngoài nhiều loại kẹp và đồ đạc tiêu chuẩn của chúng tôi để kiểm tra pin, ITM-LAB phát triển đồ đạc tùy chỉnh được thiết kế đặc biệt để cải thiện hiệu quả và độ lặp lại trong thử nghiệm vật liệu và linh kiện pin. Nhóm Giải pháp Kỹ thuật của chúng tôi có thể nhanh chóng hoàn thành thiết kế bộ phận lắp pin để đáp ứng các nhu cầu cụ thể.

Kiểm tra dấu phân cách
Bộ phân tách là một thành phần thiết yếu của pin lithium-ion cũng như các loại pin điện phân lỏng khác. Các polyme được sử dụng trong các dải phân cách này phải đủ mạnh để chịu được hoạt động cuộn dây trong quá trình lắp ráp và mạ lithium không đồng đều trên cực dương do sử dụng nhiều. Vật liệu phân tách an toàn hơn, mạnh hơn có thể ngăn chặn hiệu quả hơn sự tiếp xúc giữa cực dương và cực âm, trong khi vật liệu mỏng hơn giúp giảm trọng lượng của mỗi tế bào và tăng mật độ năng lượng.

Kiểm tra đâm thủng
Kiểm tra độ thủng của dải phân cách là rất quan trọng để đảm bảo sự an toàn và tuổi thọ của từng tế bào trong suốt vòng đời của pin. Dải phân cách phải đủ mạnh để chịu được các vết thủng từ đuôi gai hình thành do sử dụng nhiều. Đảm bảo độ căng mẫu thích hợp và căn chỉnh đầu dò phía trên là rất quan trọng cho ứng dụng này. Thử nghiệm tương tự như EN 14477 và ASTM F1306.
Cả kẹp đâm thủ công và khí nén đều có sẵn để đáp ứng các tiêu chuẩn như EN 14477, ASTM F1306, v.v. Kẹp khí nén đảm bảo lực kẹp lặp lại và thông lượng cao hơn. Tích hợp vào các hệ thống hiện có cũng đơn giản như lắp đặt kẹp khí nén.

Kiểm tra độ bền kéo
Kiểm tra độ bền kéo được sử dụng để đảm bảo rằng bộ phân tách có thể chịu được tất cả các thao tác cơ học trong quá trình sản xuất và trong suốt tuổi thọ của pin. Đảm bảo căn chỉnh, chèn và kẹp mẫu thích hợp là rất quan trọng để đạt được độ lặp lại và thông lượng tối ưu, cũng như tránh làm hỏng mẫu trước khi thử nghiệm. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng bộ nạp mẫu chính xác để giảm sự thay đổi trong kết quả thử nghiệm đồng thời cải thiện công thái học và an toàn. Thử nghiệm tương tự như ASTM D882 và ISO 527-3.

Kiểm tra hệ số ma sát
Cuộn dây chặt chẽ tạo ra tải trọng cơ học giữa dải phân cách và lớp phủ điện cực, vì vậy điều quan trọng là phải hiểu hệ số ma sát giữa hai bề mặt. Hiểu rõ hơn về hệ số ma sát đảm bảo quá trình cuộn dây thích hợp trong sản xuất. ISO 8295 và ASTM D1894-14 thường được sử dụng làm hướng dẫn cho thử nghiệm này.

Khả năng chống đâm thủng đối với thử nghiệm các sự kiện va chạm
Việc lựa chọn vật liệu phân tách là rất quan trọng đối với tính toàn vẹn của pin, vì bất kỳ vấn đề hiệu suất cơ học nào cũng có thể làm tăng khả năng quần short bên trong, dẫn đến sự thoát nhiệt. Thử nghiệm khả năng chống đâm thủng đối với các sự kiện va đập là rất quan trọng để lựa chọn vật liệu hoạt động tốt nhất, đồng thời giảm độ dày và trọng lượng.

Kiểm tra tự động
Các hệ thống tự động của ITM-LAB đưa thử nghiệm pin lên một tầm cao mới về năng suất. Khi sản xuất pin tiếp tục tăng, thông lượng và hiệu quả là rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu. Sử dụng các hệ thống tự động và thiết bị được đề xuất cho mỗi ứng dụng có thể giải phóng người vận hành và tối đa hóa sản xuất trong khi vẫn duy trì kết quả tối ưu.

Kiểm tra điện cực

Một trong những chế độ hỏng hóc phổ biến nhất đối với pin là nứt hoặc bong tróc lớp phủ vật liệu điện cực từ bộ thu hiện tại. Sự nứt hoặc bong tróc này thường được gây ra bởi việc sạc và xả pin liên tục và tải trọng cơ học khi sử dụng. Hiểu được cường độ liên kết và tuổi thọ của điện cực là rất quan trọng để đảm bảo rằng pin không bị hỏng trước khi kết thúc tuổi thọ dự kiến.

Kiểm tra vỏ 180 độ

Thử nghiệm bóc 180 ° là một phương pháp thường được sử dụng để xác định cường độ của liên kết thu điện cực với dòng điện. Do những ưu điểm cơ học và sự liên kết dễ dàng của thiết bị bong tróc, thử nghiệm này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng kẹp lực thấp và cảm biến tải trọng. Tốt nhất là xem xét sử dụng kẹp khí nén và chất nền kim loại để đảm bảo công suất cao và vỏ 180 ° thích hợp cho mỗi thử nghiệm.

Kiểm tra vỏ 90 độ
Thử nghiệm vỏ 90 ° là một phương pháp phổ biến khác để kiểm tra độ bám dính điện cực của pin. Thử nghiệm bóc 90 ° thường có tải trọng cao hơn một chút so với thử nghiệm bóc 180 ° và có thể được thiết lập nhanh hơn vì nó thường không yêu cầu chất nền. Các giải pháp phổ biến nhất của ITM-LAB cho thử nghiệm này là vật cố định vỏ 90 ° tiêu chuẩn hoặc vật cố định vỏ khí nén được thiết kế đặc biệt để kiểm tra độ bám dính điện cực. Thiết bị bóc 90 ° khí nén cung cấp khả năng lặp lại và thông lượng tốt hơn đồng thời giúp người vận hành luôn định vị và căn chỉnh các mẫu ở 90 °. Đối với vật cố phía trên, kẹp khí nén tối ưu hóa thông lượng và độ lặp lại và được khuyến nghị để kiểm tra các vật liệu tinh tế.

Kiểm tra độ bám dính
Các nhà nghiên cứu ủng hộ việc sử dụng thử nghiệm độ bám dính như một phương pháp khác để kiểm tra độ bám dính của bộ thu điện cực với dòng điện trong pin. Thay vì từ từ bóc điện cực khỏi bộ thu dòng điện, thử nghiệm độ bám dính tập trung vào cường độ bám dính trên một khu vực điện cực được xác định trước. Tốc độ thu thập dữ liệu cực nhanh kết hợp với các thiết bị kiểm tra độ bám dính của ITM-LAB đảm bảo kết quả và thông lượng tối ưu.

Kiểm tra lá
Lá nhôm và đồng được sử dụng làm bộ thu dòng điện trong pin và theo truyền thống được sử dụng với số lượng lớn. Khi ngành công nghiệp cố gắng sử dụng ít vật liệu nhất để đạt được mật độ năng lượng tốt nhất trong mỗi pin, việc hiểu các tính chất cơ học của từng lá là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và tuổi thọ của pin. Khi lá trở nên dài hơn, mỏng hơn và rộng hơn, công nghệ cải tiến là cần thiết để giải quyết các nếp nhăn và rách có thể xảy ra sau đó. Xác minh và duy trì các tính chất cơ học của vật liệu này là rất quan trọng để tối ưu hóa sản xuất pin.

Kiểm tra độ bền kéo
Kiểm tra độ bền kéo tiêu chuẩn là phương pháp thích hợp nhất để xác định tính chất cơ học của mẫu nhôm và lá đồng. Tay cầm bên khí nén cung cấp áp suất không đổi và thông lượng nhanh cho các vật liệu có khối lượng lớn này, và việc căn chỉnh mẫu thích hợp là rất quan trọng đối với khả năng lặp lại và bảo vệ mẫu trước khi thử nghiệm, vì các lá mỏng có thể bị ảnh hưởng bởi sự sai lệch nhỏ trong báng cầm. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng bộ nạp mẫu chính xác để giảm phương sai trong kết quả thử nghiệm đồng thời cải thiện công thái học và an toàn. ASTM E345-16 thường được sử dụng làm hướng dẫn cho thử nghiệm này.

Kiểm tra tự động
Khi sản xuất pin tiếp tục tăng, vật liệu ngày càng mỏng hơn, thông lượng và hiệu quả là rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu. Sử dụng các hệ thống tự động và thiết bị được khuyến nghị có thể đáp ứng nhu cầu về các mẫu lá mỏng hơn, rộng hơn và dài hơn trong khi giải phóng người vận hành và tối đa hóa thông lượng trong khi vẫn duy trì kết quả tối ưu.

Kiểm tra mối hàn
Pin Lithium-ion và các loại pin điện phân lỏng khác yêu cầu vô số mối hàn giữa các điện cực, tab, vỏ và tế bào. Hiểu các chế độ hỏng hóc phổ biến nhất và cường độ của từng mối hàn là rất quan trọng để xác định tuổi thọ của pin. Mỗi mối hàn phải chịu được tải trọng cơ học được tìm thấy trong một chiếc xe hoặc thiết bị, có thể làm mòn mối hàn theo thời gian. Ví dụ, xe điện liên tục di chuyển và rung, điều này phải được tính đến về thiết kế và chất lượng mối hàn.

Kiểm tra mối hàn pin hình trụ
Pin hình trụ yêu cầu nhiều mối hàn trong quá trình lắp ráp, bao gồm hàn tab cực âm vào nắp pin, hàn tab cực dương vào đáy lon và thậm chí cả các mối hàn tab-to-tab riêng lẻ. Tất cả những điều này đòi hỏi các giải pháp căn chỉnh và kẹp thích hợp để có kết quả thông lượng cao và có thể lặp lại.

Kiểm tra mối hàn pin lăng trụ
Phần lớn các mối hàn trong các tế bào lăng trụ nằm giữa các tab cực âm / cực dương và mỗi bộ thu dòng điện, cũng như trong thanh cái hoặc pin có thể. Thất bại có thể xảy ra ở tất cả các vị trí, và chúng phải được kiểm tra tính nhất quán và độ bền.

Kiểm tra mối hàn tế bào túi
Các tế bào túi có các tab cực dương hoặc cực âm được hàn lại với nhau và các tab được hàn vào các cực của pin. Ngoài ra, các tế bào túi có mối hàn thanh cái cần được kiểm tra. Vật cố định thích hợp và căn chỉnh mẫu, cũng như các giải pháp linh hoạt cho các kích thước khác nhau, là rất quan trọng.

Thử nghiệm bổ sung
Khi nhiều thành phần và vật liệu được đưa vào ngành công nghiệp pin, có vô số tính năng khác cần được kiểm tra để đảm bảo chất lượng, sức mạnh, an toàn và tuổi thọ của mỗi thiết kế.

Kiểm tra sưng
Sự giãn nở của pin trong quá trình sạc và xả là một tính năng quan trọng cần được kiểm tra. Người ta biết rằng một số pin mở rộng và chỉ co lại tối thiểu trong quá trình đạp xe. Tuy nhiên, các tế bào lăng trụ và túi có thể thể hiện sự giãn nở và co lại đáng kể phải được đặc trưng để đảm bảo sử dụng đúng cách và an toàn cho mỗi pin.

Kiểm tra nén ngăn xếp
Thử nghiệm nén ngăn xếp có thể được sử dụng để tái tạo tốt nhất các lực thực và lạm dụng cơ học trong suốt tuổi thọ của pin

Kiểm tra nén bọt
Nhiều loại trục lăn nén của ITM-LAB, kết hợp với cảm biến dịch chuyển tiêu chuẩn hoặc độ chính xác cao, có thể được sử dụng để mô tả đầy đủ hành vi của vật liệu bọt dưới tải. Người dùng có thể sử dụng một bộ trục lăn nén (có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau) để thực hiện các thử nghiệm nén tĩnh hoặc theo chu kỳ và thu thập dữ liệu tải và dịch chuyển cục bộ đồng thời để kiểm tra bọt và gel được sử dụng trong cụm pin và gói pin EV. Ngoài ra, một tấm gia nhiệt có thể được thêm vào đe dưới để kiểm soát nhiệt độ của mặt ép và có thể sử dụng bộ điều khiển vòng kín để kiểm soát nhiệt độ tấm được làm nóng và xuất số đọc nhiệt độ thực tế sang phần mềm kiểm tra.

Kiểm tra cắt vòng
Người dùng ITM-LAB có thể chọn giữa kẹp thủ công hoặc khí nén để thực hiện kiểm tra cắt vòng quan trọng để mô tả độ bền liên kết của chất kết dính và mối hàn được sử dụng trong bộ pin và cụm mô-đun. Các giải pháp tự động chuyên dụng cũng có sẵn để căn chỉnh tay cầm theo chiều ngang dựa trên thông tin mẫu cắt vòng từ mã vạch hoặc kích thước đo.

Thử nghiệm môi trường
Vật liệu, tế bào, mô-đun và gói hoạt động khác nhau trong điều kiện môi trường thay đổi. Buồng thử nghiệm được tích hợp vào khung thử nghiệm ITM-LAB cho phép người dùng kiểm tra mẫu của họ dưới tải trong khi giám sát và kiểm soát môi trường không gian thử nghiệm.