リチウムイオン電池セパレータの引張ひずみ試験

リチウムイオン電池セパレータの引張ひずみ試験

はじめに

リチウムイオン電池のセパレータは,粗い表面性状を有する正極と負極に接触するため,高い機械的強度が求められます。今回はセパレータが損傷を受けた場合を想定して,突き刺し損傷後のセパレータに対し,引張試験および,一定の試験力を目標値とした引張サイクル試験を実施してどのようなひずみ特性を示すのかを評価しました。

測定・治具など

セパレータの引張試験を行う際には,ダンベル形状に打ち抜いたサンプル平行部の中央にレトルトパウチ突き刺し試験治具を用いて突き刺し損傷を与えてから試験を実施しました。
また,ひずみ観察には非接触式伸び幅計TRViewXを使用し,サンプル観察面にはDIC解析を行うためにスプレー塗料を用いてランダムマークを塗布しました。

測定・治具など

測定結果

青色はひずみ量が小さいことを示しており,赤色へと色が近づくにつれてひずみ量が大きいことを示しています。

Fig.1 リチウムイオン電池セパレーターの引張ひずみの可視化

Fig.1 リチウムイオン電池セパレーターの引張ひずみの可視化

Table 1 試験条件

項目 設定値
試験速度 50 mm/min
つかみ具間距離 70 mm

リチウムイオン電池のセパレーター/電池筐体におけるひずみ分布可視化システム

試験機 AG-Xplus
ロードセル : 50 N
試験治具 : 引張試験 50 N用空気式平行締めつかみ具(平面歯)
: 圧縮試験圧盤
ひずみ計測 非接触式伸び幅計TRViewX120S,StrainMaster
ソフトウェア TRAPEZIUM X(シングル)

特長

  • 高精度ロードセルを採用(高精度形は0.5級,標準形は1級)
    ロードセル定格の1/1000~1/1の広い保証範囲。信頼性の高い試験評価をサポートします。
  • クロスヘッド速度範囲
    0.0005~1500mm/minの広範囲で試験可能です。
  • 高速サンプリング
    最高0.2msecの超高速サンプリングです。脆性材の破断時などの急激な試験力の変化をとらえることができます。
  • オペレーションソフトウェア TRAPEZIUM X
    便利さと使いやすさを追求したソフトウェアです。直感的な操作でお使いいただけます。
  • スマートコントローラ
    試験力やポジションのリアルタイムデータを手元で確認でき,マニュアルダイヤルによる治具位置の微小な位置調整も可能です。
  • 応用試験装置
    ラインナップされている豊富な治具に取り替えることにより,様々な試験に対応可能です。
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