신에너지 산업

EV 배터리 테스트
EV 배터리 셀, 모듈 및 팩 솔루션

글로벌 자동차 산업이 전기화로 이동함에 따라 배터리 제조업체는 혁신과 진화에 대한 전례 없는 압박을 받고 있습니다. ITM-LAB 엔지니어는 더 작고, 더 가볍고, 더 강력한 배터리에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 업계 리더와 긴밀히 협력하고 있습니다. 현재 과제에는 배터리 테스트 응용 분야에 맞게 맞춤화된 테스트 방법 및 고정 장치를 개발하고 QC 실험실의 처리량과 효율성을 개선하는 것이 포함됩니다. 재료 테스트 산업의 글로벌 리더인 ITM-LAB은 전 세계 배터리 테스트 연구소의 요구 사항을 충족할 수 있는 독보적인 위치에 있으며, 현지 언어로 대응하는 현지 지원을 제공하고 설치, 교정, 교육, 현장 기계 업그레이드 및 가동 중지 시간을 최소화하기 위한 프로세스의 모든 서비스 요구 사항을 포함한 모든 범위의 서비스를 제공합니다.

재료 및 부품 테스트
배터리는 다양한 재료, 접착제, 용접 및 구성 요소 구조로 구성되어 있으며 포괄적인 테스트가 필요합니다. 배터리 테스트를 위한 광범위한 표준 그립 및 고정 장치 외에도 ITM-LAB은 배터리 재료 및 구성 요소 테스트의 효율성과 반복성을 개선하도록 특별히 설계된 맞춤형 고정 장치를 개발합니다. 당사의 엔지니어링 솔루션 그룹은 특정 요구 사항을 충족하기 위해 배터리 설비 설계를 신속하게 완료할 수 있습니다.

분리막 테스트
분리막은 리튬 이온 배터리와 기타 액체 전해질 배터리의 필수 구성 요소입니다. 이러한 분리막에 사용되는 폴리머는 조립 중 권선 작동과 과도한 사용으로 인해 양극에서 리튬의 고르지 않은 도금을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강해야 합니다. 더 안전하고 강력한 분리막 재료는 양극과 음극 사이의 접촉을 보다 효과적으로 방지할 수 있으며, 더 얇은 재료는 각 셀의 무게를 줄이고 에너지 밀도를 높이는 데 도움이 됩니다.

펑크 테스트
분리막 펑크 테스트는 배터리 수명 주기 동안 각 셀의 안전성과 수명을 보장하는 데 매우 중요합니다. 분리기는 과도한 사용으로 인해 형성된 수상돌기로 인한 구멍을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강해야 합니다. 상부 프로브의 적절한 시료 장력과 정렬을 보장하는 것은 이 응용 분야에 매우 중요합니다. 테스트는 EN 14477 및 ASTM F1306과 유사합니다.
수동 및 공압 펑크 그립은 모두 EN 14477, ASTM F1306 등과 같은 표준을 충족하는 데 사용할 수 있습니다. 공압 그립은 반복 가능한 클램핑력과 더 높은 처리량을 보장합니다. 기존 시스템에 통합하는 것은 공압 그립을 설치하는 것만큼 간단합니다.

인장 시험
인장 시험은 분리막이 제조 과정과 배터리 수명 동안 모든 기계적 조작을 견딜 수 있는지 확인하는 데 사용됩니다. 적절한 시료 정렬, 삽입 및 클램핑을 보장하는 것은 최적의 반복성과 처리량을 달성하고 테스트 전에 시료의 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다. 인체 공학과 안전성을 개선하면서 테스트 결과의 변동성을 줄이기 위해 정밀 샘플 로더를 사용하는 것이 좋습니다. 시험은 ASTM D882 및 ISO 527-3과 유사합니다.

마찰 계수 테스트
촘촘한 권선은 분리막과 전극 코팅 사이에 기계적 하중을 생성하므로 두 표면 사이의 마찰 계수를 이해하는 것이 중요합니다. 마찰 계수를 더 잘 이해하면 생산에서 적절한 와인딩 공정을 보장할 수 있습니다. ISO 8295 및 ASTM D1894-14는 일반적으로 이 테스트의 지침으로 사용됩니다.

충격 이벤트에 대한 펑크 저항 테스트
분리막 재료의 선택은 기계적 성능 문제가 내부 단락의 가능성을 높여 열 폭주로 이어질 수 있기 때문에 배터리의 무결성에 매우 중요합니다. 충격에 대한 펑크 저항성 테스트는 두께와 무게를 줄이는 동시에 최상의 성능을 발휘하는 재료를 선택하는 데 중요합니다.

자동화된 테스트
ITM-LAB의 자동화 시스템은 배터리 테스트의 생산성을 새로운 차원으로 끌어 올립니다. 배터리 생산이 계속 증가함에 따라 수요를 충족하기 위해 처리량과 효율성이 매우 중요합니다. 각 응용 분야에 대한 자동화 시스템과 권장 장비를 활용하면 작업자의 부담을 덜어주고 최적의 결과를 유지하면서 생산성을 극대화할 수 있습니다.

전극 테스트

배터리의 가장 일반적인 고장 모드 중 하나는 집전체에서 전극 재료 코팅이 깨지거나 벗겨지는 것입니다. 이러한 균열 또는 벗겨짐은 종종 배터리의 지속적인 충전 및 방전과 사용의 기계적 부하로 인해 발생합니다. 전극의 결합 강도와 수명을 이해하는 것은 예상 수명이 끝나기 전에 배터리가 고장나지 않도록 하는 데 중요합니다.

180도 박리 테스트

180° 박리 테스트는 전극-전류 수집기 결합의 강도를 측정하는 데 일반적으로 사용되는 방법입니다. 박리 장치의 기계적 장점과 쉬운 정렬로 인해 이 시험은 저하중 그립과 로드 셀을 사용하여 수행할 수 있습니다. 각 테스트에 대해 높은 처리량과 적절한 180° 박리를 보장하기 위해 공압 그립과 금속 기판을 사용하는 것을 고려하는 것이 가장 좋습니다.

90도 박리 테스트
90° 박리 테스트는 배터리 전극 접착력을 테스트하는 또 다른 일반적인 방법입니다. 90° 박리 테스트는 일반적으로 180° 박리 테스트보다 하중이 약간 높으며 일반적으로 기판이 필요하지 않기 때문에 더 빠르게 설정할 수 있습니다. 이 테스트를 위한 ITM-LAB의 가장 일반적인 솔루션은 표준 90° 박리 치구 또는 전극 접착 시험을 위해 특별히 설계된 공압 박리 치구입니다. 공압식 90° 박리 고정구는 더 나은 반복성과 처리량을 제공하는 동시에 작업자가 샘플을 90°에서 일관되게 배치하고 정렬할 수 있도록 도와줍니다. 상부 고정 장치의 경우 공압 그립은 처리량과 반복성을 최적화하며 섬세한 재료를 테스트하는 데 권장됩니다.

접착력 테스트
연구원들은 배터리의 전극-전류 집전체 접착력을 테스트하기 위한 또 다른 방법으로 접착 테스트를 사용하는 것을 지지합니다. 접착력 테스트는 집전체에서 전극을 천천히 벗겨내는 대신 미리 결정된 전극 영역의 접착 강도에 초점을 맞춥니다. ITM-LAB의 접착 테스트 픽스처와 결합된 매우 빠른 데이터 수집 속도는 최적의 결과와 처리량을 보장합니다.

포일 테스트
알루미늄 및 구리 호일은 배터리의 집전체로 사용되며 전통적으로 대량으로 사용되어 왔습니다. 업계가 각 배터리에서 최상의 에너지 밀도를 달성하기 위해 최소한의 재료를 사용하기 위해 노력함에 따라 각 호일의 기계적 특성을 이해하는 것은 배터리 안전과 수명을 보장하는 데 매우 중요합니다. 포일이 길어지고, 얇아지고, 넓어짐에 따라 발생할 수 있는 주름과 찢어짐을 해결하기 위해 개선된 기술이 필요합니다. 이 재료의 기계적 특성을 확인하고 유지하는 것은 배터리 생산을 최적화하는 데 매우 중요합니다.

인장 시험
표준 인장 시험은 알루미늄 및 구리 호일 샘플의 기계적 특성을 결정하는 데 가장 적합한 방법입니다. 공압식 사이드 그립은 이러한 대용량 재료에 대해 일정한 압력과 빠른 처리량을 제공하며, 얇은 포일은 그립 내의 약간의 정렬 불량에 의해 영향을 받을 수 있으므로 테스트 전에 샘플 반복성과 보호를 위해 적절한 샘플 정렬이 중요합니다. 인체 공학과 안전성을 개선하면서 테스트 결과의 변동을 줄이기 위해 정밀 샘플 로더를 사용하는 것이 좋습니다. ASTM E345-16은 종종 이 테스트의 지침으로 사용됩니다.

자동화된 테스트
배터리 생산이 계속 증가함에 따라 재료는 점점 더 얇아지고 있으며 수요를 충족하기 위해 처리량과 효율성이 중요해졌습니다. 자동화 시스템과 권장 장비를 활용하면 더 얇고, 더 넓고, 더 긴 포일 샘플에 대한 수요를 충족하는 동시에 작업자의 부담을 덜어주고 처리량을 극대화하는 동시에 최적의 결과를 유지할 수 있습니다.

용접 검사
리튬 이온 배터리 및 기타 액체 전해질 배터리는 전극, 탭, 케이스 및 셀 사이에 수많은 용접이 필요합니다. 각 용접의 가장 일반적인 고장 모드와 강도를 이해하는 것은 배터리 수명을 결정하는 데 중요합니다. 각 용접부는 시간이 지남에 따라 용접부를 마모시킬 수 있는 차량 또는 장치 내에서 발견되는 기계적 하중을 견뎌야 합니다. 예를 들어, 전기 자동차는 끊임없이 움직이고 진동하며, 이는 용접 설계 및 품질 측면에서 고려되어야 합니다.

원통형 배터리 용접 테스트
원통형 배터리는 조립 중에 음극 탭을 배터리 커버에 용접하고, 양극 탭을 캔 바닥에 용접하고, 개별 탭 간 용접을 포함하여 여러 번 용접해야 합니다. 이 모든 것은 높은 처리량과 반복 가능한 결과를 위해 적절한 정렬 및 그립 솔루션이 필요합니다.

프리즘 배터리 용접 검사
프리즘 셀에서 대부분의 용접은 음극/양극 탭과 각 집전체 사이, 그리고 버스바 또는 배터리 캔 자체 내부에 있습니다. 오류는 모든 위치에서 발생할 수 있으며 일관성과 내구성을 확인해야 합니다.

파우치 셀 용접 테스트
파우치 셀에는 양극 또는 음극 탭이 함께 용접되고 탭이 배터리 단자에 용접됩니다. 또한 파우치 셀에는 테스트해야 하는 버스바 용접이 있습니다. 적절한 고정 장치 및 시료 정렬뿐만 아니라 다양한 크기에 대한 다양한 솔루션이 중요합니다.

추가 테스트
더 많은 부품과 재료가 배터리 산업에 도입됨에 따라 각 설계의 품질, 강도, 안전성 및 수명을 보장하기 위해 테스트해야 하는 수많은 다른 기능이 있습니다.

팽창 테스트
충전 및 방전 중 배터리의 팽창은 테스트해야 하는 중요한 기능입니다. 일부 배터리는 사이클링 중에 최소한으로만 팽창 및 수축한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러나 각형 및 파우치 셀은 각 배터리의 적절한 사용과 안전을 보장하기 위해 특성화해야 하는 상당한 팽창 및 수축을 나타낼 수 있습니다.

스택 압축 테스트
스택 압축 테스트는 배터리 수명 동안 실제 힘과 기계적 남용을 가장 잘 복제하는 데 사용할 수 있습니다

거품 압축 테스트
표준 또는 고정밀 변위 센서와 결합된 ITM-LAB의 광범위한 압축 압반은 하중 하에서 발포체 재료의 거동을 완전히 특성화하는 데 사용할 수 있습니다. 사용자는 압축 압반 세트(다양한 크기와 모양으로 제공)를 사용하여 정적 또는 순환 압축 테스트를 수행하고 하중 및 국부 변위 데이터를 동시에 획득하여 EV 배터리 셀 및 팩 어셈블리에 사용되는 폼 및 젤을 테스트할 수 있습니다. 또한 하부 앤빌에 가열판을 추가하여 프레스 면의 온도를 제어할 수 있으며 폐쇄 루프 컨트롤러를 사용하여 가열판 온도를 제어하고 실제 온도 판독값을 테스트 소프트웨어에 출력할 수 있습니다.

랩 전단 테스트
ITM-LAB 사용자는 수동 그립 또는 공압 그립 중에서 선택하여 배터리 팩 및 모듈 어셈블리에 사용되는 접착제 및 용접의 접착 강도를 특성화하기 위한 중요한 랩 전단 테스트를 수행할 수 있습니다. 또한 특수 자동화 솔루션을 사용하여 바코드 또는 측정된 치수의 랩 전단 샘플 정보를 기반으로 그립을 측면으로 정렬할 수 있습니다.

환경 테스트
재료, 셀, 모듈 및 팩은 변화하는 환경 조건에 따라 다르게 작용합니다. ITM-LAB 테스트 프레임워크에 통합된 테스트 챔버를 통해 사용자는 테스트 공간 환경을 모니터링하고 제어하면서 부하 상태에서 샘플을 테스트할 수 있습니다.