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新能源电池领域对铜箔剥离强度试验机有哪些特殊要求?
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新能源电池领域对铜箔剥离强度试验机的要求,核心围绕电池极片的特殊性(薄、脆、易损)、使用场景的复杂性(高低温、循环受力)、生产的规模化(高效质控) 三大核心痛点展开,需同时满足 “高精度检测"“场景化模拟"“工业化适配" 三大需求,具体特殊要求可分为以下七大维度:

一、超高检测精度与数据稳定性(核心基础要求)

新能源电池中,铜箔(尤其是 6-12μm 超薄锂电铜箔)与负极活性材料(石墨 / 硅基)的剥离强度通常在0.8-1.5N/mm 区间,微小的检测误差(如 ±0.05N)就可能导致 “合格产品误判为不合格" 或 “隐患产品流入下游",直接影响电池内阻、容量及安全性能。因此,设备需满足:

力值精度:力值测量范围需覆盖 0.1-500N(适配不同极片厚度),且精度需达到**±0.5% FS(满量程)** 以内,重复性误差≤1%(依据 GB/T 33825-2017《锂离子电池用铜箔》要求);

位移精度:剥离速度需稳定控制在 5-300mm/min(常规测试速度为 50mm/min),位移精度≤±0.01mm,避免因速度波动导致剥离力曲线异常(如 “尖峰力" 误判);

数据采集频率:需≥1000Hz,确保捕捉极片剥离过程中的 “微剥离峰值"(如活性材料层局部脱落的瞬时力变化),避免遗漏关键失效节点。

二、极片专属的试样适配性(针对试样特性)

电池极片的结构特殊性(铜箔 + 薄涂层 + 基材,总厚度通常≤100μm)决定了试验机需避免 “试样损伤"“夹持打滑" 等问题,核心要求集中在夹具设计与试样固定方式:

专用夹具设计:

需采用 “柔性夹持" 结构,夹具接触面需覆盖防滑耐磨材料(如丁腈橡胶、聚四氟乙烯),避免夹持时压伤铜箔或刮落活性材料;

支持180° 剥离(主流) 与90° 剥离两种模式(GB/T 2792-2014《压敏胶粘带 180° 剥离强度试验方法》适配极片测试),且夹具角度可调(误差小于等于0.5°),确保剥离方向与极片界面垂直;

夹具行程需适配极片长度(常规极片试样尺寸为 100mm×25mm),且可快速更换(更换时间≤5 分钟),适配不同宽度极片(如 12mm、25mm、50mm)。

试样预处理兼容:支持极片 “预剥离" 操作(即先将铜箔与活性材料层剥离 10-20mm 作为 “夹持端"),设备需预留预处理平台,且避免预处理过程中极片变形。

三、全场景环境模拟能力(匹配电池服役条件)

新能源电池在实际使用中会经历高低温(-40℃~60℃)、湿热(40℃+90% RH)、循环充放电 等复杂环境,铜箔与活性材料的剥离强度会随环境变化显著下降(如高温下粘结剂软化导致剥离力降低 30% 以上)。因此,试验机需具备:

高低温环境箱集成:设备需内置或外接高低温箱,温度控制范围覆盖 - 50℃~150℃,控温精度 ±1℃,且升温 / 降温速率≥5℃/min(满足快速测试需求),模拟电池在寒冷地区、快充发热时的工况;

湿热环境模拟:部分设备需支持湿热环境测试(温度 20-85℃,湿度 30%-95% RH),模拟电池在南方潮湿环境下的长期服役状态,验证剥离强度的耐湿热稳定性;

动态循环剥离测试:除常规 “静态单次剥离" 外,需支持 “循环剥离 - 复位" 测试(如 100 次循环剥离,每次剥离距离 5mm),模拟电池卷绕工艺中的反复受力、或充放电时电极的膨胀收缩对剥离强度的影响。

四、工业化高效质控适配性(匹配量产需求)

新能源电池极片的生产为规模化量产模式(如某电池厂单日极片产量达 10 万片),实验室检测需兼顾 “精度" 与 “效率",避免成为生产瓶颈。因此,设备需满足:

自动化测试能力:支持 “自动送样 - 自动夹持 - 自动测试 - 自动取样" 全流程自动化,单试样测试时间≤3 分钟(常规手动测试需 5-8 分钟),适配生产线 “每小时 30-50 片" 的检测需求;

多工位并行测试:设备需具备 2-4 个独立测试工位,可同时测试不同批次极片,且各工位数据独立采集、互不干扰,大幅提升检测效率;

兼容性与易维护性:设备需适配电池厂的 “标准化试样"(如统一的极片裁切尺寸、预剥离长度),且核心部件(如力传感器、夹具)需易拆卸更换,维护 downtime 控制在 2 小时以内。

五、严格的标准符合性(确保数据合规)

新能源电池行业有明确的国际 / 国内标准,剥离强度测试需符合标准要求,确保数据的 “可比性" 与 “追溯性"。设备需满足:

国标 / 行标适配:需严格符合 GB/T 33825-2017《锂离子电池用铜箔》、GB/T 2792-2014《压敏胶粘带 180° 剥离强度试验方法》、QC/T 1136-2020《电动汽车用动力蓄电池极片》等国内标准;

国际标准兼容:支持 IEC 62631-3-1(动力电池极片测试)、JIS C 8715(日本锂电铜箔标准)等国际标准,满足电池企业出口产品的检测需求;

标准曲线校准:需具备定期校准功能(如每 3 个月校准力值传感器),且支持第三方校准机构溯源,校准报告需符合 ISO 9001 质量体系要求。

六、全链路数据管理能力(适配智能制造)

新能源电池生产需实现 “全流程数据追溯"(从原材料到成品电池的每一步检测数据可查),因此试验机需具备强大的数据管理功能:

数据实时采集与存储:自动采集剥离力 - 位移曲线、峰值剥离强度、平均剥离强度、测试时间等关键数据,且数据存储容量≥10 万条,支持按 “批次号、测试时间、操作员" 等维度检索;

数据对接与导出:支持对接电池厂的 MES(制造执行系统)、LIMS(实验室信息管理系统),实现检测数据自动上传,避免人工录入误差;同时支持导出 Excel、PDF 格式报告,报告需包含 “测试标准、设备编号、校准信息、试样信息" 等溯源要素;

数据分析功能:内置数据统计模块,可自动计算某批次极片的剥离强度平均值、标准差、合格率,生成趋势图(如周 / 月合格率变化),助力生产工艺优化(如调整负极浆料粘结剂比例)。

七、安全防护与环境适应性(适配工厂工况)

电池极片生产车间存在粉尘(活性材料粉尘)、轻微振动、电压波动等工况,且极片测试过程中可能出现 “试样断裂飞溅",因此设备需满足:

安全防护设计:

测试区域需配备透明防护门(亚克力或钢化玻璃),防护门开启时设备自动停机,避免剥离过程中试样碎屑飞溅伤人;

过载保护:当力值超过满量程 120% 时,设备自动停机并报警,保护力传感器免受损坏;

抗干扰能力:设备需具备抗电磁干扰(EMC)设计,避免车间内高频设备(如卷绕机、涂布机)的电磁信号影响检测精度;同时具备电压稳定功能(适配 220V±10% 电压波动);

防尘防潮:设备外壳防护等级需达到 IP54(防尘、防溅水),核心部件(如电机、传感器)需做密封处理,避免活性材料粉尘进入设备内部导致故障。

总结

新能源电池领域对铜箔剥离强度试验机的 “特殊性",本质是 **“电池安全需求"“量产效率需求"“场景模拟需求"** 三者的叠加。与 PCB、电子元器件领域相比,其要求更聚焦于 “超薄试样适配"“环境模拟"“工业化自动化",且随着电池向 “高能量密度(硅基负极)、长循环寿命(1000 次以上)、宽温域使用(-40℃~80℃)" 发展,未来设备还将向 “更高精度(±0.2% FS)、更宽环境范围(-60℃~200℃)、更智能的数据联动(与电池循环测试系统联动)" 方向迭代。


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