鋰離子電池是一種被認(rèn)為有著高潛力的能源儲存技術(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)測控小編將以鋰電池用鋁箔為研究對象，采用拉伸試驗(yàn)的方式，結(jié)合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用精準(zhǔn)的測試儀器，對鋁箔的各項(xiàng)力學(xué)性能進(jìn)行了精確測量和分析，包括鋁箔的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率等。這些數(shù)據(jù)對于鋰電池鋁箔的研發(fā)、生產(chǎn)、品質(zhì)控制以及性能評估等方面都具有重要意義，有助于推動鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。
一、測試標(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》對鋁箔試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)
二、測試儀器
1、萬能試驗(yàn)機(jī)
2、氣動箔材專用夾具
3、視頻引伸計(jì)
VIC-2D Gauge 視頻引伸計(jì)系統(tǒng)的測試過程主要分為三個(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)
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),選取國內(nèi)主流鋁箔生產(chǎn)商的厚度為6um鋁箔，(長X寬為180X15(mm)的長條狀樣品。見下圖1)，表1是試樣的信息。
四、測試流程
1、試驗(yàn)介紹
使用萬能試驗(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，無法使用接觸式引伸計(jì)進(jìn)行測量，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，并通過攝像頭識別和跟蹤標(biāo)線來進(jìn)行測量。視頻引伸計(jì)具有0.5級的精度，能夠連續(xù)測量從彈性區(qū)到塑性區(qū)全部變形，直到樣品斷裂。
2、測試流程
本次測試流程主要分為三個(gè)部分，包括試驗(yàn)試樣制備、測試操作和數(shù)據(jù)處理。
A、試樣制備
試樣選取國內(nèi)主流鋁箔生產(chǎn)商的厚度為6um的鋁箔，制備長條狀樣品，長寬分別為180mm和15mm。在樣品上繪制標(biāo)線，以便使用視頻引伸計(jì)進(jìn)行測量。
B、測試操作
使用氣動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)會自動識別、跟蹤樣品上的標(biāo)線，實(shí)時(shí)測量其變形情況。在鋁箔發(fā)生塑性變形時(shí)，視頻引伸計(jì)可以測量全部變形量，并連續(xù)測量直至樣品斷裂。
C、數(shù)據(jù)處理
通過視頻引伸計(jì)測量得到鋁箔在拉伸過程中的變形情況，包括應(yīng)力-應(yīng)變曲線、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率等力學(xué)性能參數(shù)。將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)、分析和對比，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，使用萬能試驗(yàn)機(jī)配合視頻引伸計(jì)、氣動箔材專用夾具，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。
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