Система анализа расширения In-situ предназначена для высокоточного измерения изменений размеров и объема электрохимических элементов и связанных с ними материалов в процессе заряда/разряда, хранения и испытаний в условиях аварийных воздействий.

Система обеспечивает мониторинг поведения расширения аккумуляторных ячеек в режиме реального времени без разрушения образца при контролируемых условиях температуры, давления и окружающей среды. Она широко применяется в исследованиях и разработке литий-ионных аккумуляторов, твердотельных аккумуляторных систем, а также при оценке безопасности и надежности аккумуляторных элементов.

Область применения

（1）Исследование расширения и набухания литий-ионных аккумуляторных элементов типа pouch, призматических и цилиндрических элементов типа coin-cell в процессе циклов заряда и разряда.

（2）Мониторинг изменения размеров твердотельных аккумуляторов и твердых электролитов под воздействием электрохимической нагрузки.

（3）Испытание теплового расширения и сжатия аккумуляторных материалов в широком диапазоне температур для оценки надежности батарей.

（4）Анализ расширения под воздействием давления для оценки усталостной прочности и механической стабильности pouch-элементов.

（5）Исследование взаимосвязи между расширением, напряжением, сроком службы циклов и механизмами деградации аккумуляторов.

（6）Испытания на надежность и безопасность, включая перезаряд, ускоренную зарядку и воздействие температурных нагрузок.

Соответствие стандартам

（1）ASTM E83 — Standard Test Method for Verification of Linear Displacement Measuring Systems (Стандартный метод проверки систем измерения линейного перемещения).

（2）ISO 12417-1 — Mechanical Testing of Metals – Dilation Test (Механические испытания металлов — испытание на расширение).

（3）IEC 62660-2 — Secondary lithium-ion cells for propulsion of electric road vehicles – Reliability and abuse testing (Вторичные литий-ионные аккумуляторные элементы для электромобилей — испытания надежности и устойчивости к эксплуатационным воздействиям).

（4）DIN 51221 — Testing of adhesives – Determination of tensile shear strength (испытание клеевых материалов — определение прочности на растяжение при сдвиге, используется в качестве метода оценки деформации).

（5）CE Certification — соответствие требованиям безопасности и электромагнитной совместимости Европейского союза.

Особенности

（1）Высокоточное измерение расширения с разрешением перемещения до 0,01 мкм для точного анализа деформации.

（2）Бесконтактные лазерные датчики перемещения исключают механическое воздействие на образец и погрешности измерения, связанные с гистерезисом.

（3）Многофункциональное экологическое тестирование с интегрированной температурной камерой в диапазоне от –40°C до 200°C.

（4）Динамическое управление давлением до 50 бар для испытаний усталостной прочности и механического напряжения pouch-элементов.

（5）Измерение трехмерной деформации в режиме реального времени с использованием технологии структурированного светового сканирования.

（6）Интеллектуальный анализ деформации с применением алгоритмов искусственного интеллекта для количественной оценки анизотропного и локального расширения.

（7）Многоканальная конструкция позволяет одновременно тестировать до 8 аккумуляторных элементов.

（8）Автоматизированное выполнение испытаний с предварительно заданными программами для стандартных сценариев тестирования аккумуляторов.

（9）Открытый интерфейс передачи данных для синхронизации с системами EIS, анализа газа и тепловизионного контроля.

Технические параметры

Параметр	Технические характеристики
Диапазон измерения перемещения	±500 мкм (линейное), ±1° (угловое)
Точность измерения	±0,1 мкм (линейное), ±0,01° (угловое)
Разрешение	0,01 мкм
Диапазон температуры	–40°C～200°C
Скорость изменения температуры	До 1°C/мин
Диапазон давления	0–50 бар (динамическое управление)
Количество каналов	До 8 каналов
Частота сбора данных	10 000 точек/с на канал
Электропитание	AC 100–240 В, 50/60 Гц
Размеры (Ш×Г×В)	800 × 600 × 1200 мм
Масса	220 кг (нетто) / 280 кг (брутто)

Аксессуары

（1）Немагнитные держатели образцов для аккумуляторных элементов типа coin-cell, pouch и призматических элементов.

（2）Одноразовые тензодатчики (дополнительное измерительное оборудование).

（3）Эталонные стандарты калибровки лазерных датчиков перемещения с прослеживаемостью NIST.

（4）Интегрированные модули управления температурой и давлением.

（5）Программное обеспечение для сбора и анализа данных.

（6）Картридж очистки инертного газа и датчики контроля окружающей среды.

（7）Руководство пользователя и документация по техническому обслуживанию.

Процедура испытания

（1）Установить тестируемый аккумуляторный элемент в соответствующий держатель образца и выполнить точное позиционирование с помощью лазерной системы.

（2）Настроить параметры испытания, включая температурный профиль, нагрузку давления, выбор канала и частоту сбора данных.

（3）При необходимости подключить систему к внешнему электрохимическому тестеру для синхронного проведения испытаний.

（4）Запустить программу испытания. Система в режиме реального времени записывает данные перемещения, температуры, давления и дополнительные параметры.

（5）Контролировать процесс расширения аккумуляторного элемента во время испытания и экспортировать результаты для дальнейшего анализа и формирования отчетов.

Техническое обслуживание

（1）Регулярно проверять лазерные датчики, оптические компоненты и механические держатели на наличие загрязнений или смещения.

（2）Проводить периодическую калибровку с использованием сертифицированных эталонов перемещения.

（3）Регулярно проверять уплотнения температурной камеры, элементы системы давления и защитные блокировки.

（4）Поддерживать чистоту оптических окон и поверхностей датчиков для сохранения точности измерений.

（5）Обновлять программное обеспечение и выполнять резервное копирование данных в соответствии с требованиями лабораторной системы контроля качества.

Часто задаваемые вопросы

（1）Для чего используется система анализа расширения In-situ?

Система используется для мониторинга и анализа изменения размеров и расширения материалов в режиме реального времени при рабочих условиях эксплуатации, включая процессы заряда, разряда, температурного воздействия и механической нагрузки.

（2）Как работает система анализа расширения In-situ?

Система использует лазерные датчики перемещения и высокоточные измерительные модули для непрерывного контроля изменения размеров образца во время воздействия температуры, давления, химических или механических факторов.

（3）Какие материалы можно испытывать с помощью данной системы?

Система подходит для испытаний полимеров, композитных материалов, металлов, керамики, аккумуляторных материалов и других материалов, для которых важно изучение теплового, химического или механического расширения.

（4）Как записываются и анализируются результаты испытаний?

Данные расширения, деформации и изменения размеров автоматически собираются цифровой системой, отображаются на интерфейсе управления и могут экспортироваться для последующего анализа.

（5）Какое техническое обслуживание требуется для системы?

Необходимо регулярно очищать датчики и держатели образцов, выполнять калибровку измерительных модулей, проверять механические и электронные компоненты, а также своевременно обновлять программное обеспечение.