صناعة الطاقة الجديدة

اختبار بطارية EV
حلول خلايا ووحدات وحزم بطارية EV

مع تحرك صناعة السيارات العالمية نحو الكهرباء ، يتعرض مصنعو البطاريات لضغوط غير مسبوقة للابتكار والتطور. يعمل مهندسو ITM-LAB بشكل وثيق مع قادة الصناعة لتلبية الطلب المتزايد على البطاريات الأصغر والأخف وزنا والأكثر قوة. تشمل التحديات الحالية تطوير طرق الاختبار والتركيبات المخصصة لتطبيقات اختبار البطارية ، بالإضافة إلى تحسين الإنتاجية والكفاءة في مختبرات مراقبة الجودة. كشركة عالمية رائدة في صناعة اختبار المواد ، فإن ITM-LAB في وضع فريد لتلبية احتياجات مختبرات اختبار البطاريات في جميع أنحاء العالم ، وتوفير الدعم المحلي الذي يستجيب وباللغة المحلية ، ويقدم مجموعة كاملة من الخدمات بما في ذلك التركيب والمعايرة والتدريب وترقيات الماكينة في الموقع وأي احتياجات خدمة في العملية لتقليل وقت التوقف عن العمل.

اختبار المواد والمكونات
تتكون البطاريات من مجموعة متنوعة من المواد والمواد اللاصقة واللحامات وهياكل المكونات التي تتطلب اختبارا شاملا. بالإضافة إلى مجموعتنا الواسعة من المقابض والتركيبات القياسية لاختبار البطارية ، تقوم ITM-LAB بتطوير تركيبات مخصصة مصممة خصيصا لتحسين الكفاءة وقابلية التكرار في اختبار مواد ومكونات البطارية. يمكن لمجموعة الحلول الهندسية لدينا إكمال تصميم تركيبات البطارية بسرعة لتلبية الاحتياجات المحددة.

اختبار الفاصل
تعد الفواصل مكونا أساسيا لبطاريات الليثيوم أيون بالإضافة إلى بطاريات الإلكتروليت السائلة الأخرى. يجب أن تكون البوليمرات المستخدمة في هذه الفواصل قوية بما يكفي لتحمل عملية اللف أثناء التجميع والطلاء غير المتكافئ للليثيوم على الأنود بسبب الاستخدام الكثيف. يمكن لمواد الفصل الأكثر أمانا والأقوى أن تمنع التلامس بين الأنود والكاثود بشكل أكثر فعالية ، بينما تساعد المواد الرقيقة على تقليل وزن كل خلية وزيادة كثافة الطاقة.

اختبار ثقب
يعد اختبار ثقب الفاصل أمرا بالغ الأهمية لضمان سلامة وطول عمر كل خلية طوال دورة حياة البطارية. يجب أن يكون الفاصل قويا بما يكفي لتحمل ثقوب التشعبات المتكونة بسبب الاستخدام الكثيف. يعد ضمان شد العينة المناسب ومحاذاة المسبار العلوي أمرا بالغ الأهمية لهذا التطبيق. يشبه الاختبار EN 14477 و ASTM F1306.
تتوفر كل من مقابض الثقب اليدوية والهوائية لتلبية معايير مثل EN 14477 و ASTM F1306 وما إلى ذلك. تضمن المقابض الهوائية قوة تثبيت قابلة للتكرار وإنتاجية أعلى. التكامل في الأنظمة الحالية بسيط مثل تثبيت المقابض الهوائية.

اختبار الشد
يستخدم اختبار الشد للتأكد من أن الفاصل يمكنه تحمل جميع التلاعبات الميكانيكية أثناء التصنيع وعلى مدى عمر البطارية. يعد ضمان محاذاة العينة وإدخالها وتثبيتها بشكل صحيح أمرا بالغ الأهمية لتحقيق التكرار والإنتاجية المثلى ، بالإضافة إلى تجنب تلف العينة قبل الاختبار. نوصي باستخدام محمل عينات دقيق لتقليل التباين في نتائج الاختبار مع تحسين بيئة العمل والسلامة. الاختبار مشابه ل ASTM D882 و ISO 527-3.

اختبار معامل الاحتكاك
يخلق اللف المحكم تحميلا ميكانيكيا بين الفاصل وطلاء القطب الكهربائي ، لذلك من المهم فهم معامل الاحتكاك بين السطحين. يضمن الفهم الأفضل لمعامل الاحتكاك عملية اللف المناسبة في الإنتاج. يشيع استخدام ISO 8295 و ASTM D1894-14 كدليل لهذا الاختبار.

مقاومة البزل لاختبار أحداث التأثير
يعد اختيار مواد الفصل أمرا بالغ الأهمية لسلامة البطارية ، حيث يمكن لأي مشكلات في الأداء الميكانيكي أن تزيد من احتمالية حدوث شورت داخلي ، مما يؤدي إلى الهروب الحراري. يعد اختبار مقاومة الثقب لأحداث الاصطدام أمرا بالغ الأهمية لاختيار أفضل المواد أداء ، مع تقليل السماكة والوزن أيضا.

الاختبار الآلي
تأخذ أنظمة ITM-LAB الآلية اختبار البطارية إلى مستوى جديد من الإنتاجية. مع استمرار زيادة إنتاج البطاريات ، تعد الإنتاجية والكفاءة أمرا بالغ الأهمية لتلبية الطلب. يمكن أن يؤدي استخدام الأنظمة الآلية والمعدات الموصى بها لكل تطبيق إلى تحرير المشغلين وزيادة الإنتاج إلى أقصى حد مع الحفاظ على أفضل النتائج.

اختبار القطب الكهربائي

أحد أكثر أوضاع الفشل شيوعا للبطاريات هو تكسير أو تقشير طلاء مادة القطب من المجمع الحالي. غالبا ما يحدث هذا التشقق أو التقشير بسبب الشحن والتفريغ المستمر للبطارية والأحمال الميكانيكية للاستخدام. يعد فهم قوة الرابطة وطول عمر القطب أمرا بالغ الأهمية لضمان عدم فشل البطارية قبل نهاية عمرها التشغيلي المتوقع.

اختبار التقشير 180 درجة

يعد اختبار التقشير بزاوية 180 درجة طريقة شائعة الاستخدام لتحديد قوة رابطة مجمع القطب إلى التيار. نظرا للمزايا الميكانيكية والمحاذاة السهلة لجهاز التقشير ، يمكن إجراء هذا الاختبار باستخدام مقابض منخفضة القوة وخلايا تحميل. من الأفضل التفكير في استخدام المقابض الهوائية والركائز المعدنية لضمان إنتاجية عالية وقشر مناسب بزاوية 180 درجة لكل اختبار.

اختبار التقشير 90 درجة
يعد اختبار التقشير 90 درجة طريقة شائعة أخرى لاختبار التصاق قطب البطارية. عادة ما يكون لاختبار التقشير 90 درجة حمولة أعلى قليلا من اختبار التقشير 180 درجة ويمكن إعداده بسرعة أكبر لأنه لا يتطلب عموما ركيزة. حلول ITM-LAB الأكثر شيوعا لهذا الاختبار هي إما تركيبات تقشير قياسية بزاوية 90 درجة أو تركيبات تقشير تعمل بالهواء المضغوط مصممة خصيصا لاختبار التصاق القطب الكهربائي. توفر تركيبات التقشير الهوائية بزاوية 90 درجة إمكانية تكرار وإنتاجية أفضل مع مساعدة المشغل أيضا على وضع العينات ومحاذاتها باستمرار عند 90 درجة. بالنسبة للتركيبات العلوية ، تعمل المقابض الهوائية على تحسين الإنتاجية والتكرار ويوصى بها لاختبار المواد الحساسة.

اختبار الالتصاق
يدعم الباحثون استخدام اختبار الالتصاق كطريقة أخرى لاختبار التصاق مجمع القطب إلى التيار في البطاريات. بدلا من تقشير القطب ببطء من المجمع الحالي ، يركز اختبار الالتصاق على قوة الالتصاق عبر منطقة قطب كهربائي محددة مسبقا. يضمن معدل الحصول على البيانات السريع للغاية جنبا إلى جنب مع تركيبات اختبار الالتصاق ITM-LAB أفضل النتائج والإنتاجية.

اختبار احباط
تستخدم رقائق الألومنيوم والنحاس كمجمعات حالية في البطاريات وقد استخدمت تقليديا بكميات كبيرة. نظرا لأن الصناعة تسعى جاهدة لاستخدام أقل كمية من المواد لتحقيق أفضل كثافة طاقة في كل بطارية ، فإن فهم الخصائص الميكانيكية لكل رقائق أمر بالغ الأهمية لضمان سلامة البطارية وطول عمرها. عندما تصبح الرقائق أطول وأرق وأوسع ، هناك حاجة إلى تقنية محسنة لمعالجة التجاعيد والتمزق الذي يمكن أن يترتب على ذلك. يعد التحقق من الخواص الميكانيكية لهذه المادة والحفاظ عليها أمرا بالغ الأهمية لتحسين إنتاج البطارية.

اختبار الشد
اختبار الشد القياسي هو أنسب طريقة لتحديد الخواص الميكانيكية لعينات رقائق الألومنيوم والنحاس. توفر المقابض الجانبية الهوائية ضغطا ثابتا وإنتاجية سريعة لهذه المواد ذات الحجم الكبير ، وتعد محاذاة العينة المناسبة أمرا بالغ الأهمية لتكرار العينة وحمايتها قبل الاختبار ، حيث يمكن أن تتأثر الرقائق الرقيقة باختلالات طفيفة داخل المقابض. نوصي باستخدام محمل عينات دقيق لتقليل التباين في نتائج الاختبار مع تحسين بيئة العمل والسلامة. غالبا ما يستخدم ASTM E345-16 كدليل لهذا الاختبار.

الاختبار الآلي
مع استمرار زيادة إنتاج البطاريات ، أصبحت المواد أرق ، والإنتاجية والكفاءة أمران حاسمان لتلبية الطلب. يمكن أن يؤدي استخدام الأنظمة الآلية والمعدات الموصى بها إلى تلبية الطلب على عينات رقائق أرق وأوسع وأطول مع تحرير المشغلين وزيادة الإنتاجية مع الحفاظ على أفضل النتائج.

فحص اللحام
تتطلب بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الإلكتروليت السائلة الأخرى عددا لا يحصى من اللحامات بين الأقطاب الكهربائية وعلامات التبويب والأغلفة والخلايا. يعد فهم أوضاع الفشل ونقاط القوة الأكثر شيوعا لكل لحام أمرا بالغ الأهمية لتحديد عمر البطارية. يجب أن يتحمل كل لحام الأحمال الميكانيكية الموجودة داخل السيارة أو الجهاز ، والتي يمكن أن تتآكل اللحام بمرور الوقت. على سبيل المثال ، تتحرك السيارات الكهربائية وتهتز باستمرار ، والتي يجب أخذها في الاعتبار من حيث تصميم اللحام وجودته.

اختبار لحام البطارية الأسطواني
تتطلب البطاريات الأسطوانية لحامات متعددة أثناء التجميع ، بما في ذلك لحام علامة تبويب الكاثود بغطاء البطارية ، ولحام علامة تبويب الأنود بأسفل العلبة ، وحتى اللحامات الفردية من علامة تبويب إلى علامة تبويب. كل هذه تتطلب محاذاة مناسبة وحلول تجتاح للحصول على إنتاجية عالية ونتائج قابلة للتكرار.

فحص لحام البطارية المنشورية
تقع غالبية اللحامات في الخلايا المنشورية بين علامات تبويب الكاثود / الأنود وكل مجمع حالي ، وكذلك داخل قضيب التوصيل أو البطارية نفسها. يمكن أن تحدث حالات الفشل في جميع المواقع ، ويجب التحقق من الاتساق والمتانة.

اختبار لحام خلية الحقيبة
تحتوي خلايا الحقيبة على علامات تبويب الأنود أو الكاثود ملحومة معا وعلامات التبويب ملحومة بأطراف البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي خلايا الحقيبة على لحامات بسبار تحتاج إلى اختبار. من المهم تركيب تركيبات مناسبة ومحاذاة العينات ، بالإضافة إلى حلول متعددة الاستخدامات لأحجام مختلفة.

اختبارات إضافية
مع إدخال المزيد من المكونات والمواد في صناعة البطاريات ، هناك عدد لا يحصى من الميزات الأخرى التي يجب اختبارها لضمان جودة كل تصميم وقوته وسلامته وطول عمره.

اختبار التورم
يعد توسيع البطارية أثناء الشحن والتفريغ ميزة مهمة تحتاج إلى اختبار. من المعروف أن بعض البطاريات تتمدد وتتقلص فقط في الحد الأدنى أثناء ركوب الدراجات. ومع ذلك ، يمكن أن تظهر الخلايا المنشورية والحقيبة تمددا وانكماشا كبيرا يجب تمييزه لضمان الاستخدام السليم وسلامة كل بطارية.

اختبار ضغط المكدس
يمكن استخدام اختبار ضغط المكدس لتكرار القوى الحقيقية وإساءة الاستخدام الميكانيكية بشكل أفضل خلال عمر البطارية

اختبار ضغط الرغوة
يمكن استخدام مجموعة ITM-LAB الواسعة من ألواح الضغط ، جنبا إلى جنب مع مستشعرات الإزاحة القياسية أو عالية الدقة ، لتوصيف سلوك المواد الرغوية تحت الحمل بشكل كامل. يمكن للمستخدمين استخدام مجموعة من ألواح الضغط (متوفرة في مجموعة متنوعة من الأحجام والأشكال) لإجراء اختبارات ضغط ثابتة أو دورية والحصول على بيانات الحمل والإزاحة المحلية في وقت واحد لاختبار الرغاوي والمواد الهلامية المستخدمة في خلايا بطارية EV وتجميعات العبوات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة لوحة ساخنة إلى السندان السفلي للتحكم في درجة حرارة وجه الضغط ، ويمكن استخدام وحدة تحكم مغلقة الحلقة للتحكم في درجة حرارة اللوحة المسخنة وإخراج قراءة درجة الحرارة الفعلية إلى برنامج الاختبار.

اختبار قص اللفة
يمكن لمستخدمي ITM-LAB الاختيار بين المقابض اليدوية أو الهوائية لإجراء اختبار قص اللفة المهم لتوصيف قوة الترابط للمواد اللاصقة واللحامات المستخدمة في حزمة البطارية وتجميعات الوحدات. تتوفر أيضا حلول آلية متخصصة لمحاذاة المقابض بشكل جانبي بناء على معلومات عينة قص اللفة من الرموز الشريطية أو الأبعاد المقاسة.

الاختبارات البيئية
تتصرف المواد والخلايا والوحدات والحزم بشكل مختلف في ظل الظروف البيئية المتغيرة. تتيح غرفة الاختبار المدمجة في إطار اختبار ITM-LAB للمستخدمين اختبار عيناتهم تحت الحمل أثناء مراقبة بيئة مساحة الاختبار والتحكم فيها.