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電池膨脹行為研究

電芯膨脹力的產(chǎn)生，主要是由負(fù)極引起的，因為在電芯充放電循環(huán)過程中，鋰離子嵌入層狀材料，造成極片厚度增大，這種膨脹是可逆的；另外一種不可逆的膨脹則主要是在化成過程形成SEI 膜時產(chǎn)生氣體造成的。

電芯膨脹力的變化和容量相關(guān)，膨脹力隨容量衰減的關(guān)系，在容量低于80%時，電芯膨脹力的增長速度快速增大，而在此之前是較緩慢的。

膨脹力的出現(xiàn)，會給電芯和模組均會帶來危害。對于電芯，其內(nèi)部壓力變大，電芯的性能和壽命 會衰減；對于模組，如果膨脹力應(yīng)對不當(dāng)，會造成模組尺寸超差，甚至破壞結(jié)構(gòu)框架。這是因為 電芯的膨脹力還是相當(dāng)大的，所以，應(yīng)對電芯膨脹力成為了行業(yè)內(nèi)研究的一個重點。

鋰離子電池在充放電過程中，會發(fā)生尺寸膨脹或收縮的現(xiàn)象，這是多種原因?qū)е碌暮暧^表現(xiàn)。在鋰電池的實際使用中，膨脹并不是理想狀態(tài)下的可逆行為，因此鋰電池膨脹會引起電芯變形、電極材料破裂、SEI膜破裂等后果。電池膨脹測試系統(tǒng)高度集成了電池充放電、溫控箱體、膨脹測試等多個模塊，能夠在電池充放電工況下，進(jìn)行多種測試模式下的，不同形態(tài)電池的膨脹行為評估，為電極材料研發(fā)和膨脹機理的分析研究提供真實可靠的數(shù)據(jù)支持。

現(xiàn)有的鋰電池原位膨脹測量裝置主要針對傳統(tǒng)軟包/方形電池，這兩類電池外形均為扁平結(jié)構(gòu)，可貼面施加壓力夾持和測試。而圓柱電池的膨脹測試是目前行業(yè)內(nèi)的的一個難點。因為圓柱電池側(cè)面是圓柱面結(jié)構(gòu)，無法直接面對面施加壓力夾持。

兩類電池的測試，都具有兩種測試模式：

1、恒壓測試模式：固定壓力，測量膨脹尺寸變化。

2、恒間隙測試模式：固定尺寸，測量膨脹力變化。

DC SFT-3000/3000 Pro 技術(shù)優(yōu)勢

·  多種電池種類：堿金屬離子電池(Li/Na/K)、多價離子電池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金屬離子電池(金屬-空氣、金屬-硫)、固態(tài)電池

·  多種電池形態(tài)：軟包電池、方殼電池、圓柱電池、單片電池、模型扣式電池、固態(tài)電池

·  多種測試模式：手動加壓、自動加壓、恒壓力、間歇恒壓、脈沖恒壓、恒間距、穩(wěn)態(tài)壓縮模量、瞬態(tài)壓縮模量

·  多種測試夾具：軟包電池、方殼電池、圓柱電池、單片電池、模型扣式電池、固態(tài)電池

·  多維測試變量：溫度、膨脹力(N或kg)、膨脹量(μm)、膨脹率(%)、電流/電壓、微分容量(dQ/dV)及其之間相關(guān)性等