原位膨脹測試概述

電芯是電動汽車等現(xiàn)代化設備中不可或缺的重要組件，其性能、安全性和可靠性對整個設備的運行都有著至關重要的影響。電芯的充放電過程中，其厚度的變化會引起膨脹力，這會直接影響到電芯、模組以及整個電池包的性能和安全性。因此，為了更加高效地研究電芯膨脹和其相關表現(xiàn)的關系，對電芯在實際工作時的結構和狀態(tài)進行模擬和仿真是非常必要的。

在電芯的研究中，還需要考慮材料不可逆損耗和劣化引起的電芯析鋰現(xiàn)象，這會導致電芯不可逆的變厚。這種情況下，傳統(tǒng)的研究方法已經(jīng)無法滿足當前的研究和開發(fā)需求。傳統(tǒng)的研究方法主要包括非原位的方法、破壞性的方法、成本較高的方法，而且效率低且偏差大。

因此，對于膨脹和析鋰現(xiàn)象的研究，需要采用更加高效、準確和經(jīng)濟的方法。目前，一些新的研究方法已經(jīng)得到廣泛應用，例如：原位研究方法、無損檢測方法、微型力傳感器技術等。這些方法不僅能夠提高研究效率，而且還能夠減小偏差，并且不會對電芯和模組造成破壞。通過原位膨脹測試系統(tǒng)，可以更加深入地了解電芯的膨脹和析鋰現(xiàn)象，從而為電芯的研究和開發(fā)提供更為準確和可靠的數(shù)據(jù)和結果。

結構

? ? ? 本設備包括伺服電機施壓機構、高精度測厚機構、壓力測試機構、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件等組成部分。

工作原理

? ? ? ?本設備的工作原理是，通過伺服電機對電芯進行施壓，并同時控制恒定的壓力或間隙，通過控制恒定壓力來測試位移，或者通過控制恒定間隙來測試壓力變化。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至軟件端，經(jīng)數(shù)據(jù)處理軟件初步處理后生成圖表和表格，并最終形成一份測試數(shù)據(jù)報告。

應用方向

1、不同binder材料

使用不同的Binder材料，其對電芯的膨脹抑制效果是有差異的。針對三種不同的Binder材料進行了比較，發(fā)現(xiàn)在單循環(huán)滿充膨脹厚度方面，Binder1的膨脹抑制效果最好。這表明，Binder1材料可以作為一種優(yōu)秀的材料，用于電芯膨脹的抑制。這些實驗結果對于電芯膨脹的研究和開發(fā)具有重要的參考價值，有助于深入了解不同Binder材料對電芯性能的影響，并且可以指導我們更好地設計和制造高性能的電芯產(chǎn)品。

2、電芯不可逆膨脹評估

鋰離子軟包電池是目前應用最為廣泛的電池類型之一，其在充放電過程中會出現(xiàn)一定程度的膨脹或收縮現(xiàn)象。這是由于鋰離子在電池正負極材料中脫嵌反應引起的正負極厚度變化所導致的。在軟包LFP/Graphite電芯的充放電過程中，其膨脹厚度變化情況進行了測試。實驗結果顯示，在電芯進行一圈的充放電后，電芯在滿充狀態(tài)下的最大厚度膨脹百分比約為1.7%。此外，在電芯滿放后，還會有約0.02%的不可逆厚度膨脹。這些實驗數(shù)據(jù)表明，電芯的充放電過程中存在一定的膨脹和收縮現(xiàn)象，這對電芯的性能和安全具有一定的影響。因此，在電芯的設計和制造過程中，需要考慮這些因素，以確保電芯的性能和可靠性。

3、不同充放電倍率情況下電芯膨脹情況

鋰離子電池是一種高性能的電池類型，其在充放電過程中會出現(xiàn)一定程度的膨脹或收縮現(xiàn)象。這是由于鋰離子在電池正負極材料中脫嵌反應引起的正負極厚度變化所導致的。同時，不同的充放電倍率情況也會對電芯的膨脹情況產(chǎn)生影響。

對硬殼電芯LFP/Graphite進行了充放電一圈的膨脹力測試，實驗結果表明，不同充放電倍率情況下，電芯的膨脹情況也會有所不同。具體來說，隨著倍率越大，電芯的膨脹力變化量越大。這是因為在高倍率的充放電情況下，電芯內(nèi)部的化學反應速度會加快，同時也會產(chǎn)生更多的熱量，從而引起電芯內(nèi)部的膨脹或收縮現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對電芯的性能和安全都具有一定的影響，因此，在電池的設計和制造中需要考慮到倍率對電芯膨脹情況的影響，并采取相應的措施來保證電池的性能和可靠性。