一、設(shè)備主要功能:
鋰電池隔膜拉力試驗(yàn)機(jī)主要用于金屬、非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、穿刺、剝離、撕裂等力學(xué)性能測試分析研究,具有應(yīng)力、應(yīng)變、位移三種閉環(huán)控制方式,可求出力、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彈性模量、斷裂延伸率、屈服強(qiáng)度等參數(shù)。
根據(jù)GB及ISO、JIS、ASTM、DIN等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和提供檢測數(shù)據(jù)。
二、設(shè)備主要構(gòu)成:
CMT2102微機(jī)控制鋰電池隔膜試驗(yàn)機(jī)為機(jī)電一體化產(chǎn)品,主要由主機(jī)(包括機(jī)架、底座、傳動(dòng)系統(tǒng))、夾具、變形測量系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。
主機(jī)采用單空間結(jié)構(gòu),試驗(yàn)空間在下空間,主要由底座和機(jī)架構(gòu)成。底座采用鑄鐵QT600,機(jī)架為單柱式結(jié)構(gòu),主要由底板、上中下橫梁和絲杠等組成。使之構(gòu)成高剛性的結(jié)構(gòu)框架。
三、設(shè)備主要特點(diǎn)介紹:
1、采用進(jìn)口全數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),優(yōu)化的減速系統(tǒng)以及高等級(jí)的無間隙滾珠絲杠組成的傳動(dòng)系統(tǒng),有效的減小了設(shè)備間隙,使傳動(dòng)更、平穩(wěn)。
2、采用高穩(wěn)定性、高精度應(yīng)變式進(jìn)口力傳感器,能更好的滿足測力系統(tǒng)的精度要求。可根據(jù)需要使用多 個(gè)力傳感器,實(shí)現(xiàn)寬范圍的試驗(yàn)力測量。
3、夾具可根據(jù)客戶需求定制,另外公司有十余個(gè)系列,二百多個(gè)夾具可供選擇;
4、軟件系統(tǒng)采用本公司自主研發(fā)的力學(xué)試驗(yàn)軟件,此軟件采用開放式編程,客戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。大大提高了操作的簡易化及工作效率。接收輸入的初始指令,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定;記錄變化并警示; 采集試驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制試驗(yàn)曲線; 自動(dòng)記錄并保存數(shù)據(jù), 可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的歷史資料進(jìn)行查詢等。也可以根據(jù)自己的需要編輯報(bào)告格式,生成各種個(gè)性化的試驗(yàn)報(bào)告,同時(shí)只需一個(gè)按鍵即能將報(bào)告導(dǎo)出到EXCEL、WORD、PDF等文件當(dāng)中,方便用戶對(duì)報(bào)告進(jìn)行二次編輯;
5、根據(jù)需要可隨時(shí)對(duì)負(fù)荷、位移、變形測量通道進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)清零;
6、強(qiáng)大的權(quán)限管理功能,管理員可根據(jù)不同層次的試驗(yàn)人員分別開放對(duì)應(yīng)的軟件功能,大大降低了由于操作人員人為操作原因造成設(shè)備使用不正常;
7、強(qiáng)大的可擴(kuò)充性,加載試驗(yàn)時(shí)能自動(dòng)消除系統(tǒng)位移誤差或具有位移誤差修正功能,并能外接位移傳感器進(jìn)行試驗(yàn)控制和測量樣品實(shí)際變形值;如千分表、百分表等測量數(shù)據(jù),并能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展通道的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、顯示并處理等;
8、完善的數(shù)據(jù)查詢功能,用戶可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的任意信息如編號(hào)、日期、試驗(yàn)方案名稱等進(jìn)行組合查詢,數(shù)據(jù)查找一鍵完成減輕了由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)多而通過手動(dòng)選取文件名的操作不便;
9、結(jié)果對(duì)比:豐富的曲線分析功能,軟件可自動(dòng)在曲線上標(biāo)記特征點(diǎn),并可以對(duì)曲線進(jìn)行任意倍數(shù)放大縮小以及曲線遍歷等操作,具有曲線局部放大或縮小、曲線單顯或多條曲線疊加對(duì)比等功能;可對(duì)多個(gè)試樣特性曲線用不同顏色進(jìn)行疊加、再現(xiàn)、局部放大,以實(shí)現(xiàn)樣品特性的比對(duì);試驗(yàn)過程中可實(shí)時(shí)顯示3種不同類型的曲線圖形,試驗(yàn)結(jié)束后可選擇手動(dòng)定義上、下屈服點(diǎn)等操作,極大得方便了用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;
10、自定義參數(shù)單位功能。用戶可根據(jù)自己的需要設(shè)定相應(yīng)不同的單位,設(shè)定時(shí)只需給定與基本單位間的轉(zhuǎn)換系數(shù),軟件可自動(dòng)對(duì)所有采樣數(shù)據(jù)、結(jié)果計(jì)算、報(bào)告輸出等進(jìn)行單位之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換;
11、具有負(fù)荷、位移、變形三種閉環(huán)控制方式,可做恒負(fù)荷、恒位移、恒變形試驗(yàn),全數(shù)字控制,并能在試驗(yàn)過程中在三種方式之間實(shí)現(xiàn)無沖擊轉(zhuǎn)換,能夠按正弦波、三角波和勻速進(jìn)行加載試驗(yàn),試驗(yàn)曲線類型選取:根據(jù)試驗(yàn)需要可選取負(fù)荷-位移、負(fù)荷-變形、負(fù)荷-時(shí)間、位移-時(shí)間、變形-時(shí)間等多種試驗(yàn)曲線的顯示方式;
12、電氣系統(tǒng)具有力控制、變形控制和位移控制三種控制方式,在試驗(yàn)過程中三種控制方式可以按照設(shè)定程序平滑切換。軟件可以自動(dòng)求取ReH (上屈服強(qiáng)度)、ReL(下屈服強(qiáng)度)、Rp0.2(規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度)、Rt0.5(規(guī)定總延伸強(qiáng)度)、Rm(抗拉強(qiáng)度)、E(彈性模量)等參數(shù);
13、具有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過流、過壓、欠壓、整機(jī)超載、破斷停機(jī)及動(dòng)橫梁位置極限等多種保護(hù)功能。超負(fù)荷10%時(shí)自動(dòng)停機(jī),動(dòng)橫梁位移速度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過流自動(dòng)停機(jī),動(dòng)橫梁位移上、下限位置自動(dòng)停機(jī);動(dòng)橫梁手動(dòng)、自動(dòng)回位功能;
14、變形測量系統(tǒng)采用應(yīng)變片式0.5級(jí)電子引伸計(jì),變形分辨力可達(dá)變形的1/500000;
四、鋰電池隔膜測試說明:
混合穿刺強(qiáng)度測試的是電極混合物刺穿隔膜造成短路時(shí)隔膜所受到的力,方法可以參照NASATM2010-216099《BatterySeparatorCharacterizationandEvaluationProceduresforNASA’SAdvancedLithium-ionBateries》或GB/T21302—2016《包裝用復(fù)合膜、袋通則》。混合穿刺強(qiáng)度一般用于電池發(fā)生短路概率的評(píng)估,由于鋰離子電池的隔膜與正、負(fù)極的粗糙表面有接觸,在電池的組裝和使用過程中,電極表面有可能將隔膜刺穿,因此混合穿刺強(qiáng)度相對(duì)穿刺強(qiáng)度而言是一種動(dòng)態(tài)的指標(biāo)參數(shù)。
鋰電池隔膜耐穿刺強(qiáng)度測試方法:將直徑為100mm的試片安裝在樣膜固定夾環(huán)上,然后用直徑1.0mm,直徑頂端半徑為0.5mm的鋼針,以(50±5)mm/min的速度去頂刺,讀取鋼針穿透試片的負(fù)荷。測試片數(shù)5個(gè)以上,取其算術(shù)平均值。
對(duì)隔膜的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測試,測試過程中要注意夾具間距、拉伸速率以及試樣尺寸等參數(shù)的設(shè)定。USABC規(guī)定,隔膜的拉伸強(qiáng)度須滿足如下條件:即當(dāng)施加1000psi的外力時(shí),隔膜的偏置屈服應(yīng)小于2%。
五、鋰電池隔膜拉力試驗(yàn)機(jī)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù):
| 類別 | 參數(shù) |
主要技術(shù)參數(shù) | 試驗(yàn)力 | 100N |
試驗(yàn)機(jī)度等級(jí) | 0.5級(jí) |
試驗(yàn)力測量范圍 | 0.4%—100%FS |
試驗(yàn)力示值相對(duì)誤差 | 示值的±0.5%以內(nèi) |
試驗(yàn)力分辨力 | 試驗(yàn)力的1/±500000(全程分辨力不變) |
位移示值相對(duì)誤差 | 示值的±0.5%以內(nèi) |
位移分辨力 | 0.03um |
力控速率調(diào)節(jié)范圍 | 0.01-5%FS/S |
力控速率相對(duì)誤差 | 設(shè)定值的±1%以內(nèi) |
橫梁速度調(diào)節(jié)范圍 | 0.001—500mm/min |
橫梁速度相對(duì)誤差 | 設(shè)定值1%以內(nèi) |
恒力、恒變形、恒位移控制范圍 | 0.5%--100%FS |
恒力、恒變形、恒位移控制精度 | 設(shè)定值<10%FS時(shí),為設(shè)定值的±1%以內(nèi) |
設(shè)定值≥10%FS時(shí),為設(shè)定值的±0.1%以內(nèi) |
傳感器-通道頻帶測試結(jié)果 | 通道頻帶寬度1000HZ |
數(shù)據(jù)采集速度 | 1000點(diǎn)/秒 |
A/D轉(zhuǎn)換位數(shù) | 滿程有效值±50萬碼 |
測試系統(tǒng)分辨率 | 1/500000 |
主機(jī)參數(shù) | 有效拉伸空間(帶夾具) | 500 mm |
主機(jī)外型尺寸(長×寬×高) | 570×430×1400 mm |
電源 | 電壓220V/50Hz±10%;功率0.4kW |
主機(jī)重量 | 約110kg |
六、拓展配置:
1、180°鋰電池隔膜對(duì)夾拉伸夾具一套;
2、90°剝離夾具一套;
3、圓柱體鋼質(zhì)壓輥一個(gè);直徑為(85±2.5)mm,寬(45±1.5)mm,表面包覆有約6mm厚的橡膠,硬度(80±5)邵氏A,沒有凸凹偏差。壓輥質(zhì)量:(2000±100)g;
4、不銹鋼剝離試驗(yàn)板三塊;(表面平整光滑,300mm長,50mm寬,1.1mm厚;不銹鋼種類為06Cr19Ni10材質(zhì),退火拋光,不銹鋼板便面光亮,粗糙度為(50±25)nm);
5、試樣取樣刀一套(取樣寬度要求15mm、25mm)。