关键影响因素分析，铝箔杯突试验应该这样做

2022-10-25 | 新闻资讯 作者：小编


 铝箔检测常规项目一般集中在抗拉强度、破裂强度以及伸长率等指标上。不过这些年，随着中国新能源汽车电池行业的崛起，铝箔产品也在不断向高端、深加工领域拓展，类似电池铝箔产品的应用场景也在不断丰富，比如锂电池软封装铝塑膜用铝箔便是近年来正在国产化的高端铝箔产品。


锂电池软封装铝塑膜


衡量一款锂电池软封装铝塑膜质量好坏的标准，一般是要求其具有良好的成形性能，具体技术检测指标主要为抗拉强度、屈服强度、伸长率和杯突值等。这其中，测定杯突值是衡量铝箔成形性能的简便、快捷的测试方法，所以很多电池铝箔贸易采购时，普遍会用杯突试验结果作为评价铝箔的成形性能的标准。


杯突试验机


一、标准缺失

目前，我国有关铝箔杯突试验的标准并没有出台，但是杯突值测试与板带材的测试方法类似，我们可以参考国标GB/T 4156-2020《金属材料 薄板和薄带 埃里克森杯突试验》 来进行测试。当然，由于这些标准不能完全体现铝箔产品的特殊性，下游客户和铝箔加工企业在样品制备、测试参数和测试方法选择等方面没有达成一致的情况下就进行试验，往往导致测试的结果比对性差，容易产生质量异议，尤其是尤其是高端锂电池用铝箔产品，这种现象尤为突出。

 

二、试验原理

理论上建议厚度小于0.2mm的铝箔需要测试在拉延成形时承受塑性变形能力时，可以选择杯突试验。突试验的原理就是将一个端部为球形的冲头对着一个被夹紧在垫模和压模内的试样进行冲压成一个凹痕，直到出现一条穿透裂纹。依据冲头位移测定的凹痕深度的即为埃里克森杯突值。

 

三、试验影响因素分析


1.冲头速度影响

冲头速度对试验结果的影响主要与设备的灵敏度有关。对于自动判断破裂的设备，当样品发生破裂时，设备动力系统收到停止运动的信号到完全停止仍需要一段时间，这时设备产生的滞后性就会带来杯突值结果的偏大。鉴于上述的分析，我们建议设备冲头速度最好控制在10-20mm/min,这样既兼顾了效率，又避免裂口太大导致的误差。

 

2.破裂判断影响

对于大部分自动测试杯突值的设备，通常采用一定的破裂准则判断样品冲压过程中的起裂点，即最大载荷下降一定值（绝对值）或者相对值时设备自动停止，并记录此时冲头的位移。当破裂判断载荷较大时，载荷达到最大力后下降需要更长时间冲头才会终止运动，这时就会导致测试结果较大，由于测试数据的波动性较大，从而也会导致标准偏差比较大。此外，除了上述采用控制系统自动判断破裂的方法外。还有一些检测机构，会使用一些传统的设备，需要人工肉眼判断起始破裂点，甚至冲头的移动也是靠人工手段旋转控制，这种测试设备和测试方法对厚度只有几十微米的铝箔来说，测试结果误差较大，且不稳定。

 

3.液压稳定性影响

目前，由于还没有专用的铝箔杯突试验机，测试机构一般普遍采用液压板材成形试验机或者手动试验机进行铝箔的杯突测试。使用液压杯突试验机的问题之一就是液压油的体积弹性模数会随温度和混入油中的空气含量而变，这样导致试验结果会随时间发生偏差，不同测试日期或者同一测试日期不同测试时间，杯突测试结果和标准偏差存在明显的差异。主要是由于液压式杯突试验机的液压油性质对温度变化的敏感性所致。

 

4.加持力影响

埃里克森杯突试验的原理是：将一个端部为球形的冲头对着一个被加紧在垫模和压模内的试样金 相冲压形成一个凹痕，直到出现一条穿透裂纹，依据冲头的位移测得的凹痕深度即为杯突试验结果。作为铝箔样品应该在垫模和压膜之间完全加紧，而传统的手动加持设备，由于人为操作的随意性，可能会导致加持力不够，冲头冲压过程中，样品朝里运动，导致测试结果偏大。所以，加持力要保证测试后的铝箔在加持部位不能起皱，否则试验无效，增大加持力。

 

参考以上影响铝箔杯突试验的因素，我们建议试验步骤参照 GB/T 4156 执行即可。测定埃里克森杯突值时，在随冲头压入并过最大冲压力后，当冲压力下降 5%最大力时，冲头压入的深度记为埃里克森杯突值。至少进行五次平行试验，取所有测量结果的平均值报出。测量结果可参考 GB/T 8170 进行修约，单次测量结果修约到 0.01mm，平均结果修约到 0.1mm。


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