CN108760619B - 一种软包电池密封寿命的预测方法及系统 - Google Patents
一种软包电池密封寿命的预测方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种软包电池密封寿命的预测方法及系统,所述方法包括:根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度从而确定薄膜标准内聚力公式;然后根据薄膜分条加速退化试验数据确定撕裂强度退化率;根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力公式,最后接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池薄膜的产气方程确定的实际受力曲线的交点确定软包电池的密封寿命。本发明的软包电池密封寿命的预测方法通过加速退化试验来修正内聚力模型,提出了含有时间因子的修正内聚力模型,更符合实际情况。
Description
技术领域
本发明涉及疲劳寿命预测的应用领域,特别是涉及一种软包电池密封寿命的预测方法及系统。
背景技术
在当今的电池软包领域,耐撕裂性能是软包薄膜在实际使用中不可缺少的重要性能之一,撕裂强度可提供质量控制以及研究和开发所需的依据。测量耐撕裂性能的试验方法很多,其中埃莱门多夫法和裤形撕裂法已被各先进国家普遍采用。埃莱门多夫法只适用于软质的薄膜的测定,并已制定出了相应的国家标准。裤形撕裂法的适用范围较为广泛,可测定1mm以下的硬质、软质及压花塑料薄膜和薄片。
关于撕裂强度的测量试验,大多都是瞬间撕裂试验,以此得到临界撕裂强度。对于薄膜任意时刻的撕裂强度和剩余撕裂强度没有较为合适的测定方法。因此,基于时间因子的撕裂强度测量试验方法有待进一步的考虑。
根据目前研究现状,薄膜撕裂过程的模型评估方法有多种。常用的方法包括J积分法、虚拟裂纹闭合法、内聚力模型法、面积能量释放率法等。目前对基于内聚力模型的薄膜瞬间撕裂粘结强度评估方法较多,已经有了较为成熟的理论体系。然而在软包锂离子电池实际应用中,密封边的撕裂是一个十分缓慢的过程,考虑时间因素的方法仍有待完善。
发明内容
本发明的目的是提供一种软包电池密封寿命的预测方法及系统,用来精确预测软包电池密封寿命,提高了预测精度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种软包电池密封寿命的预测方法,包括:
根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度;
根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力公式,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移;
根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力,其表达式为:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力;
根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ0=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ0表示电池实际受力;
在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与实际受力曲线;
确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
可选的,所述薄膜分条疲劳加载试验数据通过以下方法获得:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm;
装夹分条:将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“位移”加载方式,设置加载速度为0.1N/s;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,溢胶区完全撕裂后手动停止试验;
拍照:用照相机对分条加载过程中的形态变化进行拍照并归档;
卸载:高速抬升显微镜,卸下分条,同时手动控制夹具高速回复初始位置;
导出撕裂位移—载荷曲线。
可选的,根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度,具体包括:
对多组薄膜分条疲劳加载试验数据进行处理,将多个曲线最高点的y值取平均值得到最大撕裂力τmax,将多个曲线最高点的x值的取平均值得到完全撕裂位移λc;其中,y表示载荷,x表示撕裂位移;
根据公式Gc=eτmaxλc计算内聚强度。
可选的,所述薄膜分条加速退化试验数据通过以下方法获得:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm;
装夹分条:将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域大致位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“力”加载方式,设置加载速度为0.1N/s,加载目标值为aN,持续加载时间为bh,加载至aN后稳定,确认后刷新曲线;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,待加载至目标值后拍照记录初始状态粘接区域图像,此后每隔一定时间拍摄一张照片;
导出加载时间—撕裂位移曲线。
可选的,所述电池薄膜的产气压力的表达式为:其中,T表示温度,单位为华氏。
可选的,在所述根据所述完全撕裂位移和内聚强度得到薄膜标准内聚力公式之后,还包括:
将所述薄膜标准内聚力公式与剩余实验数据进行对比,得到拟合精度;
判断所述拟合精度不符合要求,则增加实验数据重新确定薄膜标准内聚力公式中的完全撕裂位移和内聚强度。
一种软包电池密封寿命的预测系统,包括:
完全撕裂位移和内聚强度确定模块,用于根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度;
薄膜标准内聚力确定模块,用于根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移;
加载载荷-撕裂速度曲线确定模块,用于根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
加载载荷-撕裂速度曲线的斜率拟合模块,用于采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
撕裂强度退化率模块,用于根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力确定模块,用于根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力;
电池实际受力模块,用于根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ0=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ0表示电池实际受力;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线绘制模块,用于在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线;
软包电池的密封寿命确定模块,用于确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
1、本发明的软包电池密封寿命的预测方法通过加速退化试验来修正内聚力模型,提出了含有时间因子的修正内聚力模型,更符合实际情况。
2、本发明的不同加载条件下的原位疲劳加载试验可以得到密封边的撕裂位移和薄膜完全撕裂的临界界面断裂能;原位加速退化试验可以得到密封边撕裂强度退化率,能够评估任意时刻的撕裂强度,同时,剩余强度由原位疲劳加载试验撕裂曲线度量。最后通过将预测数据与实验数据进行对比来验证预测的精度;。
3、本发明对系统配置要求不高,方法全,具有可扩展性强,自动化,自学习程度高等特征。在具体操作上简单便捷,只要加速退化试验的实验数据,就能获得进行预测所需的退化速率。再结合瞬间撕裂强度,模型即可描述整个撕裂强度的退化过程。结合实际产气方程就能预测薄膜寿命;
4、本发明的拓展性很强,由于加速退化试验在多元参数方面的优势,可以在预测的过程中加入更多与撕裂强度退化有关的变量,如:温度,腐蚀度,封装工艺等等。在加入这些变量之后,修正的内聚力模型能够更好的拟合加载与强度退化之间潜在的,未被发现的物理规律,更精确的预测粘结强度退化规律。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的软包电池密封寿命的预测方法的流程图;
图2为本发明的软包电池密封寿命的预测系统的结构连接图;
图3为撕裂强度退化率试验数据图;
图4为寿命预测结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供软包电池密封寿命的预测方法及系统,用来精确预测软包电池密封寿命,提高了预测精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的软包电池密封寿命的预测方法的流程图。如图1所示,所述软包电池密封寿命的预测方法,包括:
步骤101:根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度,具体包括:
步骤A1:对多组薄膜分条疲劳加载试验数据进行处理,将多个曲线最高点的y值取平均值得到最大撕裂力τmax,将多个曲线最高点的x值的取平均值得到完全撕裂位移λc;其中,y表示载荷,x表示撕裂位移;
步骤A2:根据公式Gc=eτmaxλc计算内聚强度。
步骤102:根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力公式,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移。
另外,将所述薄膜标准内聚力公式与剩余实验数据进行对比,得到拟合精度;判断所述拟合精度不符合要求,则增加实验数据重新确定薄膜标准内聚力公式中的完全撕裂位移和内聚强度。
步骤103:根据多组薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
步骤104:采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
步骤105:根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
步骤106:根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力公式:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力。
若考虑撕裂强度的退化,则先将整个失效过程分为三段,分别是加载至目标载荷τ0,保持目标载荷τ0,以及直接撕裂三个阶段。加载至目标载荷阶段:保持目标载荷阶段:τ=τ0;直接撕裂阶段:将模型与实验数据进行对比,对其拟合精度进行检查。
步骤107:根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ0=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ0表示电池实际受力;
所述电池薄膜的产气压力的表达式为:其中,T表示温度,单位为华氏。
实际使用过程中,将T代入方程得到气压与时间的关系式,气压作为寿命预测的参数。进一步,将电池包的简化为长方体,所受压强均匀分布于各表面。电池实际受力:τ0=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ0表示电池实际受力;
步骤108:在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与实际受力曲线;
步骤109:确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
本发明预测方法的实现平台为原位拉压力学试验系统。其中:
薄膜分条疲劳加载试验如下:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm,以适应夹具移动空间;
装夹分条::将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域大致位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头,先用内六角扳手长边将8颗螺栓大致旋紧,再用短边逐个进行进一步的旋紧,直到拇指食指使力时无法再转动时停止;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“位移”加载方式,设置加载速度为0.1N/s;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,溢胶区完全撕裂后手动停止试验;
拍照:用照相机对分条加载过程中的形态变化进行拍照(1张/10s)并归档;
卸载:高速抬升显微镜,卸下分条,同时手动控制夹具高速回复初始位置;
导出数据:由软件导出撕裂位移——载荷曲线。
薄膜分条加速退化试验:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm,以适应夹具移动空间;
装夹分条:将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域大致位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头,先用内六角扳手长边将8颗螺栓大致旋紧,再用短边逐个进行进一步的旋紧,直到拇指食指使力时无法再转动时停止;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“力”加载方式,设置加载速度为0.1N/s,加载目标值为xN,持续加载时间为yh,加载至xN后稳定,确认后刷新曲线;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,待加载至目标值后拍照记录初始状态粘接区域图像,此后每隔一定时间(4h)拍摄一张照片;
导出数据:由软件导出加载时间——撕裂位移曲线;
拍照:用照相机对实验后分条进行拍照并归档,重点拍摄粘接断面形态。
分条剥离试验:在此基础上重复薄膜分条剥离试验。
图2为本发明的软包电池密封寿命的预测系统的结构连接图。如图2所示,所述软包电池密封寿命的预测系统,包括:
完全撕裂位移和内聚强度确定模块201,用于根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度;
薄膜标准内聚力确定模块202,用于根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移;
加载载荷-撕裂速度曲线确定模块203,用于根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
加载载荷-撕裂速度曲线的斜率拟合模块204,用于采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
撕裂强度退化率模块205,用于根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力确定模块206,用于根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力;
电池实际受力模块207,用于根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ0=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ0表示电池实际受力;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线绘制模块208,用于在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线;
软包电池的密封寿命确定模块209,用于确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
具体实施例:
本发明使用实验数据对软包电池密封寿命的预测为以下步骤:
步骤一:导入直接撕裂实验数据:包括最大撕裂力τmax=45N,完全撕裂位移λc=2.00mm;
步骤二:将实验数据代入公式Gc=eτmaxλc得到内聚强度为244.66J/m2;
步骤三:Gc、λc代入公式得到薄膜标准内聚力模型;
步骤四:通过与试验数据对比,调整参数,得到满意的模型:
步骤五:计算撕裂强度退化率:
将多组撕裂位移d取平均值得到:d5N,20h=0.099,d10N,20h=0.31,d15N,20h=0.42,d20N,20h=0.60;
加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率即为撕裂位移对应的撕裂速度v′,其中,v′5N=1.4×10-6mm/s,v′10N=4.1×10-6mm/s。将载荷作为横坐标,撕裂速度作为纵坐标画在平面坐标系中,用最小二乘法进行拟合得到直线的斜率C=0.3939,那么v=0.3939τ0,见图3。
步骤六:修正标准内聚力模型。
将图上的实验数据与预测数据进行对比,对预测准确度进行验证。验证精度符合条件的算法可用于工业系统中对于软包电池密封寿命的预测,见图3。
步骤七:寿命预测数据预处理
T=25℃=298.15K,则Pr(t)=8.2052×10-3+0.3504×10-3×tt(天);经测量得到试件密封边的宽为400mm,长为425mm,那么τ0=Pr·S=Pr(t)×0.17=(0.1395+5.9568×t)×10-4=k(t);代入退化率公式:v=0.3939τ0=0.3939k(t),此处,t的单位为秒。
步骤九:
薄膜最大撕裂强度:f(λ)-f(vt)=f(λ)-f(0.3939k(t)·t)=f(2)-f(0.3939(0.1395+5.9568×t)×10-4·t);其中,2最大撕裂位移,与最大撕裂力对应,由实验数据得到。薄膜受力:将两条曲线画在同一平面坐标系中,二者的交点即为寿命,即可获得对此试件在实际使用过程中的寿命预测为6年,见图4。
对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,包括:
根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度;
根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力公式,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移;
根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力,其表达式为:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力;
根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ1=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ1表示电池实际受力;
在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与实际受力曲线;
确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
2.根据权利要求1所述的软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,所述薄膜分条疲劳加载试验数据通过以下方法获得:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm;
装夹分条:将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“位移”加载方式,设置加载速度为0.1N/s;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,溢胶区完全撕裂后手动停止试验;
拍照:用照相机对分条加载过程中的形态变化进行拍照并归档;
卸载:高速抬升显微镜,卸下分条,同时手动控制夹具高速回复初始位置;
导出撕裂位移—载荷曲线。
3.根据权利要求1所述的软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度,具体包括:
对多组薄膜分条疲劳加载试验数据进行处理,将多个曲线最高点的y值取平均值得到最大撕裂力τmax,将多个曲线最高点的x值的取平均值得到完全撕裂位移λc;其中,y表示载荷,x表示撕裂位移;
根据公式Gc=eτmaxλc计算内聚强度。
4.根据权利要求1所述的软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,所述薄膜分条加速退化试验数据通过以下方法获得:
修剪分条:将分条末端剪去至长约40mm;
装夹分条:将两夹具距离调至25mm左右,并用卡尺验证;将修剪好的分条装放到夹具中央位置,使剥离尖端区域大致位于两夹具中心,并保证分条边与夹具垂直;用螺栓固定两端夹头;
清零:装夹后点击载荷清零和位移清零;
设置:选择“力”加载方式,设置加载速度为0.1N/s,加载目标值为aN,持续加载时间为bh,加载至aN后稳定,确认后刷新曲线;
粗调镜头:依次利用高、中速调整显微镜光圈至视野中大致呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
细调镜头:依次利用中、低速调整显微镜光圈至视野中清晰呈现剥离尖端区域图像,同时可利用遮光片或视野亮度调节来调整图像亮度;
加载:点击start开始加载,待加载至目标值后拍照记录初始状态粘接区域图像,此后每隔一定时间拍摄一张照片;
导出加载时间—撕裂位移曲线。
5.根据权利要求1所述的软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,所述电池薄膜的产气压力的表达式为:其中,T表示温度,单位为华氏。
6.根据权利要求1所述的软包电池密封寿命的预测方法,其特征在于,在所述根据所述完全撕裂位移和内聚强度得到薄膜标准内聚力公式之后,还包括:
将所述薄膜标准内聚力公式与剩余实验数据进行对比,得到拟合精度;
判断所述拟合精度不符合要求,则增加实验数据重新确定薄膜标准内聚力公式中的完全撕裂位移和内聚强度。
7.一种软包电池密封寿命的预测系统,其特征在于,包括:
完全撕裂位移和内聚强度确定模块,用于根据薄膜分条疲劳加载试验数据得到完全撕裂位移和内聚强度;
薄膜标准内聚力确定模块,用于根据所述完全撕裂位移和内聚强度确定薄膜标准内聚力,其表达式为:其中,τ表示内聚力,Gc表示内聚强度,λc表示完全撕裂位移,λ表示撕裂位移;
加载载荷-撕裂速度曲线确定模块,用于根据薄膜分条加速退化试验数据确定加载载荷-撕裂速度曲线;所述撕裂速度为加载时间—撕裂位移曲线的拟合斜率;
加载载荷-撕裂速度曲线的斜率拟合模块,用于采用最小二乘法拟合所述加载载荷-撕裂速度曲线的斜率;
撕裂强度退化率模块,用于根据所述斜率与加载载荷确定撕裂强度退化率v=Cτ0,其中,v表示撕裂强度退化率,C表示加载载荷-撕裂速度曲线的拟合斜率,τ0表示加载载荷;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力确定模块,用于根据所述撕裂强度退化率和所述薄膜标准内聚力确定直接撕裂阶段的薄膜内聚力:其中,t表示时间,τmax表示最大撕裂力;
电池实际受力模块,用于根据电池薄膜的产气压力和溢胶区粘结面积确定电池实际受力:τ1=pr·s,其中,pr表示电池薄膜的产气压力,s表示溢胶区粘结面积;τ1表示电池实际受力;
直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线绘制模块,用于在同一坐标系,以时间为横坐标,分别绘出直接撕裂阶段的薄膜内聚力曲线与电池实际受力曲线;
软包电池的密封寿命确定模块,用于确定两条曲线的交点,所述交点的横坐标即为软包电池的密封寿命。
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