锂电池中铝箔的力学性能如何测试？铝箔的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率

锂离子电池是一种被认为有着极高潜力的能源储存技术，因其较高的能量密度、安全性、可重复充放电等特性，在能源领域受到越来越多的关注。在锂电池中，铝箔作为电极集流体的重要组成部分，直接影响着电池的性能表现。铝箔的厚度、光洁度、强度和延展性等力学性能，都是影响电池性能的重要因素。

因此，本篇文章科准测控小编将以锂电池用铝箔为研究对象，采用拉伸试验的方式，结合国家和行业标准，使用精准的测试仪器，对铝箔的各项力学性能进行了精确测量和分析，包括铝箔的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。这些数据对于锂电池铝箔的研发、生产、品质控制以及性能评估等方面都具有重要意义，有助于推动锂电池技术的进一步发展和应用。

一、测试标准

参考标准《GB/T 228-2010 金属室温拉伸试验方法》与《YB/T 4334-2013 金属材室温拉伸试验方法》对铝箔试样进行拉伸试验

二、测试仪器

1、万能试验机

2、气动箔材专用夹具

3、视频引伸计

VIC-2D Gauge 视频引伸计系统的测试过程主要分为三个步骤:

散斑制作:在实验开始前，需要在被测的锂电池铝箔表面制作黑白分明的散斑:硬件设置:合理架设、并调整好相机系统，;

软件设置:设置系统采集参数，包括采样帧率、曝光时间、图像分辨率，Gauge 点的添加，引伸计的添加;

数据计算:试验机与视频引伸计同步测量，并计算输出实验结果

4、试验条件

试验温度:室温25°C左右

载荷传感器:1000 N (0.5 级)

夹具气压:0.4-0.6(MPa)

试验速率:1.875mm/min

夹具间距离:125 mm

标距:50m

三、试样的制备

本次试验,选取国内主流铝箔生产商的厚度为6um铝箔，(长X宽为180X15(mm)的长条状样品。见下图1)，表1是试样的信息。

四、测试流程

1、试验介绍

使用万能试验机和视频引伸计进行拉伸试验，试验速度为1.875毫米/分钟，样品为厚度为6微米的铝。由于样品的变形量较小，无法使用接触式引伸计进行测量，因此使用了120毫米单镜头的视频引伸计。在试验前，使用标线笔在样品上绘制标线，并通过摄像头识别和跟踪标线来进行测量。视频引伸计具有0.5级的精度，能够连续测量从弹性区到塑性区全部变形，直到样品断裂。

2、测试流程

本次测试流程主要分为三个部分，包括试验试样制备、测试操作和数据处理。

A、试样制备

试样选取国内主流铝箔生产商的厚度为6um的铝箔，制备长条状样品，长宽分别为180mm和15mm。在样品上绘制标线，以便使用视频引伸计进行测量。

B、测试操作

使用气动箔材专用夹具将铝箔夹紧，夹具气压设置在0.4-0.6MPa之间。启动试验机，设置试验条件，包括夹具间距离、标距、试验速率等参数。开始进行拉伸试验，视频引伸计会自动识别、跟踪样品上的标线，实时测量其变形情况。在铝箔发生塑性变形时，视频引伸计可以测量全部变形量，并连续测量直至样品断裂。

C、数据处理

通过视频引伸计测量得到铝箔在拉伸过程中的变形情况，包括应力-应变曲线、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等力学性能参数。将测量数据进行整理、统计、分析和对比，可以得出铝箔的力学性能参数，为铝箔的开发、品质管理、制造工艺设定、性能鉴别等提供可靠数据。

结论

综上所述，使用万能试验机配合视频引伸计、气动箔材专用夹具，可以满足标准《GB/T 228-2010金属室温拉伸试验方法》《YB/T 4334-2013 金属材 室温拉伸试验方法》的要求，可精确、全面测取铝箔的各项力学数据，数据稳定可靠。这对于铝箔产业与锂电行业的技术发展非常重要，能够为铝箔的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

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审核编辑 黄宇