试验机械
syjx.ybzhan.cn仪表网旗下随着新能源电池在电动汽车、储能等领域的规模化应用,极片涂层与集流体之间的剥离强度成为影响电池循环寿命、安全性能的核心指标之一。若剥离强度不足,充放电过程中活性材料易从集流体脱落,导致电池容量衰减、内阻升高,甚至引发短路风险;而剥离强度过高,则会限制极片正常的体积膨胀,造成涂层开裂。因此,开展规范的剥离力测试,选择适配的检测设备,是电池研发、生产质控的重要环节,微型拉力机凭借适配的测试参数与灵活的应用特性,成为该测试场景的主流解决方案。
目前行业普遍采用180°剥离法作为定量测试的主流方式,对应行业标准SJ/T 12191-2026《锂离子电池极片剥离强度测试方法》。测试需将极片自由端反向折叠180°,以50-100mm/min的恒定速度进行剥离,直至涂层与集流体wan全分离,采集剥离过程中的力值数据,剔除首尾不稳定段后,取中间平稳区间的平均力值,换算为单位宽度的剥离强度,单位为N/m或N/cm。测试需在23±2℃、相对湿度50±5%的标准环境下进行,每组样品至少重复测试5次,以保证数据的重复性与可靠性。
相较于常规大型拉力试验机,微型拉力机在极片剥离力测试场景中具备明显的适配性:
量程匹配度更高:电池极片的剥离力值普遍较小,常规设备的大量程传感器在小力值区间的测量误差相对更大,而微型拉力机可配备5-50N的小量程传感器,全程分辨率不变,能更敏锐捕捉剥离过程中的细微力值变化,减少测量偏差。
空间适配性强:设备体积紧凑,净重通常在1kg左右,既可用于研发实验室的精细化测试,也可部署在产线现场,满足来料检验、制程巡检的即时检测需求,无需占用过多场地空间。
参数控制更贴合需求:可实现0.001-300mm/min的无级调速,能严格匹配标准要求的测试速度,同时配备0.5级精度的力值测量系统,位移分辨率可达0.0001mm,满足测试对精度的要求。
数据处理自动化:配套软件可实时生成力-位移曲线,自动剔除测试首尾的波动段,计算稳定区间的平均剥离强度,同时支持数据存储、追溯与报表导出,减少人工计算的误差。
1. 设备选型:选择额定负荷5-50N、精度等级0.5级的微型拉力机,配备双向拉压传感器,支持拉伸、剥离等多种测试模式,有效试验宽度≥120mm,满足极片样品的装夹需求。
2. 夹具与辅材:配备极片专用的平推夹具,接触面做滚花或粘贴防滑胶垫处理,避免测试过程中样品打滑;同时配套平整的不锈钢试验板、标准高强度双面胶、标准压辊,保证样品固定的规范性。
3. 环境控制:测试区域配备恒温恒湿系统,确保环境温湿度稳定在标准范围内,对于硅基负极等对环境湿度敏感的样品,可额外配置干燥环境舱,避免湿度波动影响测试结果。
2. 样品制备:沿涂布方向裁取宽度20-25mm、长度200mm的极片样品,裁切口需平整无毛刺,避免边缘涂层暗裂影响数据;样品测试前需在标准环境中静置平衡24小时,去除残留水分与溶剂。
3. 样品固定:将不锈钢板中心粘贴与极片等宽的双面胶,抚平排除气泡后,将极片涂层面朝下贴合在胶面上,用压辊来回辊压3次以上,保证极片与钢板wan全贴合无空鼓;将极片自由端反向折叠180°,预留30mm的空白集流体用于上夹具夹持。
4. 测试执行:将钢板固定在下夹具,极片自由端夹持在上夹具,调整位置保证剥离角度严格为180°,校准力值零点后,设置剥离速度为100mm/min、剥离长度为100mm,启动测试;测试过程中若出现力值异常波动,需检查样品装夹是否歪斜、双面胶粘性是否适配。
5. 数据处理:测试完成后,软件自动生成剥离曲线,剔除起始端5mm与终止端5mm的不稳定数据,取中间90mm稳定区间的平均力值,换算为剥离强度,记录每组5个样品的测试结果,计算平均值与变异系数,变异系数超过10%时需重新取样测试。
通过规范的剥离力测试,一方面可帮助研发人员优化粘结剂配方、涂布烘干温度、辊压压力等工艺参数,找到粘结可靠性与电化学性能的平衡点;另一方面可在生产过程中及时发现涂布不均、烘干不充分、来料箔材表面处理不达标等质量问题,避免不合格极片流入后续工序,提升电池的整体良率与长期可靠性,为新能源电池的性能提升与安全保障提供数据支撑。
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