Peel Test for Cathode Materials of Lithium-Ion Batteries in a Thermostatic Chamber

Význam tématu

Peel test přilnavosti elektrodových materiálů je klíčový pro zkoumání stability a vodivosti katodových vrstev v lithium-iontových bateriích. Nedostatečná přilnavost může vést k delaminaci aktivní vrstvy, zvýšení vnitřního odporu a poklesu výkonu baterie.

Cíle a přehled studie

Tento příspěvek popisuje aplikaci peel testu k měření teplotní závislosti přilnavosti katodového aktivního materiálu LiFePO4 k hliníkové fólii. Testy proběhly při třech teplotách (RT, 50 °C, 70 °C) s konstantní rychlostí odtrhu 5 mm/s a maximálním zdvihem 100 mm. Série tří opakování zajišťuje statistickou spolehlivost výsledků.

Použitá instrumentace

• Universal Testing Machine AGS-V se jmenovitým zatížením 1 kN
• Nábojová buňka o kapacitě 500 N
• Termostatická komora TCE-N300A
• Software TRAPEZIUM X-V
• Přípravky: šroubové ploché čelisti 1 kN a zařízení pro peel test mědi

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukazují nárůst průměrné síly přilnavosti se vzrůstající teplotou:

• RT: 0,753 N
• 50 °C: 0,903 N
• 70 °C: 8,07 N

Graf síla vs. zdvih ilustruje lineární průběh v oblasti 20–80 mm, kde byla síla průměrována. Zvýšení teploty zlepšuje smáčení a viskoelastické vlastnosti pojiva, což vede k vyšší přilnavosti.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost měření přilnavosti v reálných provozních teplotách
• Vyšší přesnost díky rozšířenému rozsahu přesnosti snímače
• Standardizovaný 90° odtrh minimalizuje vliv geometrie vzorku

Budoucí trendy a možnosti využití

• Testování dalších typů aktivních materiálů a pojiv
• Integrace s in-situ analýzou povrchového kontaktu
• Automatizace a propojení s pokročilými datovými analýzami

Závěr

Peel test ve spojení s termostatickou komorou poskytuje spolehlivé výsledky přilnavosti elektrodových materiálů za různých teplotních podmínek. Metoda přispívá k optimalizaci struktury i procesů výroby baterií.

Reference

• Tomoya Matsushita: Peel Test for Cathode Materials of Lithium-Ion Batteries in a Thermostatic Chamber. Shimadzu Corporation, First Edition, July 2025.