リチウムイオン電池の電極シート、三層構造の電極の複合材料と集電箔のコーティング組成物であり、すなわち、粒子、金属集電体流体の両側に均一なコーティングのコーティングは、主に4つの部分からなります：（ 1）活物質粒子;（4）金属箔集電体;（3）細孔は、電解質を充填する;（2）導電剤及び結着剤は、組成物（カーボンガム相）と一緒に混合されます。
磁極片の機械的安定性は、充電/放電サイクルにおけるリチウムの吸蔵および放出、270パーセント乏しいサイクル寿命への体積変化がこの体積膨張は、粉砕シリコン粒子をもたらすことができる場合、特にシリコン負極として、電池に重要な影響を有していますそして、コーティングは銅集電器から分離される。
活物質とコーティングの接着強度の重要な特性の寿命を決定するために使用される方法がチェックされ、離型基材からコーティング不良解析塗布故障の場合は、理由は、機械的または熱で剥離することができるコーティングを含みますストレスの原因は、電気化学的な剥離コーティング材料は、多くの異なる方法であってもよい応力：亀裂、剥離、剥落、チッピング、またはコーティングおよびコーティング接着検査故障解析の必要性の他の塑性変形記載のコーティングを定量化するための信頼性の高い実用的な方法 - 基板および故障メカニズムとの間の接着強度の特徴付けは、知識を理解し、コーティング品質の全体的なパフォーマンスを向上させるために接着不良の予防または抑制のために重要な情報です。
コーティングの実際の付着は、基板に適用される負荷から分離される。実際の接着は、コーティングの厚さ、基板、表面化学の粗さと基板へのコーティングの機械的特性の結果として、多くの要因によって影響を受ける可能性があります効果測定の結果は、実際の接着試験方法が影響を受ける可能性が影響を与える。最も一般的な方法は、剥離試験試験、押し込み試験及び引っ掻き試験を曲げ含みます。
この記事では、限られた個人的なレベルに起因する機械的な試験方法、簡単な要約リチウム電池のポールピースを説明し、テキストは歓迎批判やコメントが間違っているにも追加することが歓迎されています。
1、ナノインデンテーション
ナノインデンテーションも最も簡単な試験法の材料の機械的性質の一つであり、そのような負荷のようなナノスケールでの材料の機械的性質、種々のを測定することができる、敏感押し込み深さ（深さ-SensingIndentation、DSI）と呼ばれる - 変位曲線、弾性率、硬度、破壊靱性、歪み硬化効果、粘弾性またはクリープ挙動などが含まれる。以下のビデオはナノインデンテーションの基本原理である。
図1（a）ナノインデンテーション試験の模式図（b、c）負極片押し込み走査写真
図1は、ナノインデンテーション試験原理の概略図及びリチウムイオン電池負極タブインデントスキャン画像、テストされ、荷重Pは圧子、サンプル圧子、図をアンロードした後、試料の表面に残っくぼみに適用されます。図2は、典型的なナノインデンテーション負荷である - ローディング時変位曲線は、最初の試料表面に生じる負荷がさらに増加すると、弾性変形可能であり、塑性変形が始まり、徐々に増加し、アンインストール処理は、主に弾性復元するように変形しますプロセス、塑性変形し、最終的に試料表面くぼみ図HCが接触深させる、HTは、最大荷重時の変位、およびイプシロンである。図から分かる..機器パラメータは、RAM関連2、負荷を徐々に0から30mNの最大荷重を増加し、負荷続いてほぼ直線的に低下し、その後、線の傾きは、圧入荷重を測定することにより、接触剛性Sを標本Pであり、押し込み表面積接触剛性Sの硬度Hから計算することができます。そして弾性率E
図2ナノインデンテーション試験における典型的な荷重 - 変位曲線
図3は、リチウムイオン電池は、（a）正および（b）負極繰り返しナノインデンテーション試験荷重 - 変位曲線、及び（a）の正および（b）異なる侵入深さ試験に対応する負極弾性率試験は示し被膜の厚さ内の微細構造と内部応力が主な理由である試験コーティングを引き起こし、内部応力コーティングの弾性率の同じ変化、より厚いコーティングの調製ではなく、密度が高いほど、より大きな侵入深さが非常に小さい場合、弾性率層は、試料の特に粗い表面大きい、有意な表面効果を生成することになる。これは、主とき試験の初め主に、表面粗さによって引き起こされますデータ虚偽および分散。極力表面粗さに起因する影響を低減するために、我々は、特定の押し込み深さ以上では表面粗さに起因する不確実性の侵入深さが比較的小さいことを保証するために行われていないお勧めします。
図3リチウムイオン電池（a）正極と（b）負極多重ナノインデンテーション試験荷重 - 変位曲線、および（a）異なる圧痕深さ試験に対応する正極および負極
2、引張試験
引張試験は、引張荷重下で測定軸材料特性に耐える試験方法である。使用率データが得られた試験材料、伸び、弾性率、比例限度、面積の減少量の引張弾性限を決定することができる、プル引張強さ、降伏点、降伏強さおよび他の引張特性。
図4は、リチウムイオン電池のポールピースの引張試験サンプルサイズと簡単な引張試験装置です。
図4リチウムイオン電池のポールピースの引張試験サンプルの仕様と簡単な引張試験装置
図5は、リチウムイオン電池の負極、正極およびアルミニウム箔引張試験の応力 - 歪み曲線であり、金属材料の典型的な応力 - 歪み曲線と同様に、一般に次の段階に分けられる。
1）弾性相：除荷後に実質的に線形の応力 - 歪みも降伏強度の強さに対応する、0.2％の点の降伏点と呼ばれる変形曲線で元の長さに復元することができ、その後、弾性率を計算することができます。 E、曲線の傾き。
2）降伏段階：ストレスは基本的に同じであり、ストレインは大幅に増加する。
3）強化相：この相はプラスチック硬化段階で、電池磁極片は、ピーク応力のこの段階では観察されない点Fに対応する引張強度です。
4）部分的な変形段階：それが破断するまでこのとき、ネッキングは、サンプルを発生します。
ポールピースの引張破断プロセスを図6に示します。
図中のリチウムイオン電池の負極5（B）、（C）は、正及び（d）アルミニウム箔引張試験の応力 - ひずみ曲線
図6は、ポールピースの引っ張り破断プロセスの概略図である
ひずみ曲線、試験データに係るリチウムイオン電池用電極板の推論構成関係、およびこれらの磁極片のフィットモデルを使用する - 図7は、リチウムイオン電池の応力（A）負極と、（c）引張試験の正極であります2.リチウムイオン電池のシミュレーション計算では、電池の機械的特性を調べます。
図のリチウムイオン電池7（a）および負（c）は正の引張応力 - ひずみ曲線、及び構成関係モデルフィッティング磁極片
3、圧縮試験
金属材料の機械的性質試験では、引張試験で定義された機械的性質および対応する計算式は圧縮試験に基本的に適用可能であるが、試験片に一軸圧縮荷重を加えると応力状態は柔らかい。この係数は引っ張り状態よりもはるかに大きいため、引張り試験（灰色鋳鉄、セラミックス、アモルファス合金など）で脆性破壊を示す材料は、圧縮試験中に一定の塑性変形を示すか、強度。従って、脆性材料の変形や破壊の研究におけるその強度と延性を測定しながら圧縮試験を使用する傾向があります。
リチウムイオン電池の磁極片構成方程式の研究では、磁極片の機械的特性のより完全な理解のために、磁極片が伸びないが、磁極片は、圧縮試験を行うことが多いために、図8は、リチウムイオン電池であります（a）は負の応力及び（c）正極試験圧縮 - ひずみ曲線、引張及び圧縮ピースポール実験テストデータ構成モデルに従って構築構成関係モデルフィッティング磁極片の磁極片を、次いで、モデル組立工程で破壊された電池磁極片の挙動を研究するために使用され、実験及びシミュレートされた比較結果は、図2に示します。
ひずみ曲線、及び構成関係モデルフィッティングポールピース - 図8は、リチウムイオン電池（A）負極と、（c）正のテスト圧縮応力であります
図9バッテリ組立工程におけるポールピースの破壊挙動に関する実験的およびシミュレーション的研究
4、曲げ試験
最大応力は、試料表面が、反応時間は敏感試験材料の表面欠陥、表面特性を曲げ、一般にプロセスを強化表面を研究するために使用することができる。図9は、負荷及び負荷たわみ曲線の模式図は、共通点は、図を曲げ試験記録示しています。破線に対応する応力値は、材料の曲げ強度または曲げ強度である。
図10曲げ試験荷重と記録の荷重たわみ曲線の模式図
5、剥離試験
コーティングの剥離強度は、必要な結合力ダウン基材の基材表面から剥離コーティングとコーティングとの間の単位面積である。これは非常に重要な指標検出コーティング性能である。結合強度が小さすぎる場合は、意志の範囲コーティングの寿命低下の原因となり、初期故障が生じ、使用することはできません剥がれ、重いコーティング地元の剥離を引き起こしました。
コーティングの表面に垂直な引張力を受ける検体に利用コーティング評価試験テストツール又は装置の結合強度の最も重要な指標である通常の引張応力に耐えるためのコーティングの塗布性の極限引張強さサンプルが開かれるまで、すなわち、コーティング除去、破壊荷重が負荷値に加えて、試料の断面積のノートでは、コーティングの引張強さを決定する場合。
一般的な試験方法は、磁極片をスリット、感圧性両面接着テープ3M-VHBは、電極表面上に、他方の面は、その後、ステンレス鋼板、ステンレス鋼板、延伸装置の2つのクランプに取り付けられた集電体に取り付けられました試料を一定速度で延伸して180度剥離試験を行い、アルミニウム集電体が完全に剥がれたときに検出される力を剥離力とした。試験原理を図11に示す。
図11コーティング剥離強度試験の模式図
1.マイクロコンピュータ制御電子万能試験機を用いて引張試験、圧縮試験、剥離試験、引裂試験及びせん断曲げ試験を行うことができる。
6、スクラッチテスト
図12スクラッチ試験機の一般的な動作の概略図スクラッチ試験中、ダイヤモンドまたは他の硬質材料でできたスタイラスは、一定または増加する荷重をかけながら、コーティングの表面に沿って直線的にスクライブされます。スタイラスは、コーティング界面に又は基板界面にコーティングを介してコーティングを含んでいた。コーティングシステムと基板の凝集及び接着不良を生じる。スクラッチ試験及び顕微鏡分析後のスクラッチから直接確認しますこのデータは、コーティング自体およびコーティング - 基板系に関する有用な情報を提供する。
図13は、2つの異なるプロセスがスクラッチ試験実験データを調べることによって、異なる負荷でのSEM画像を傷シリコン負電極であり、負極の磁極片の機械的安定性を比較し、電池の推論サイクル寿命性能ができます。
図12スクラッチ試験機の一般的な操作の概略図。
図13異なる荷重下での2つの異なるプロセスを有するシリコンベースアノードのスクラッチの走査型電子顕微鏡写真
