EN 14477 - Durchstoßfestigkeit von flexiblem Verpackungsmaterial

EN 14477 separator film testing

Die Prüfnorm EN 14477 zur Bestimmung der Durchstoßfestigkeit von flexiblem Verpackungsmaterial bietet ein Prüfverfahren zur Bestimmung der maximalen Kraft und Dehnung. Obwohl der Anwendungsbereich der Norm auf mehrschichtige flexible Verpackungen ausgerichtet ist, wird sie auch zur Bestimmung der Durchstoßfestigkeit von Folien herangezogen, wie sie in Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden.

ev battery icon 

EN 14477 UND DIE PRÜFUNG VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN

Die EN 14477 ist aufgrund der zunehmenden Beliebtheit von Lithium-Ionen-Batterien eine zunehmend wichtige Prüfnorm. Lithium-Ionen-Batterien enthalten ein Separatormaterial - eine Membran zwischen der Anode und der Kathode der Batterie -, die aufgrund ständiger Verbesserung der Leitfähigkeit und Minimierung des Platzbedarfs immer dünner geworden ist. Diese Separatorfolien werden in der Regel aus Polymeren hergestellt und müssen mechanisch stabil genug sein, um den Wickelvorgängen beim Zusammenbau der Batterie standzuhalten. Bei der Materialbewertung ist es wichtig die mechanischen Eigenschaften wie z. B. die Durchstoßfestigkeit zu kennen, um das optimale Material zu wählen.

 

prismatic battery cell
PRÜFVORRICHTUNG

Die Instron Durchstoßvorrichtung CP105780 wurde gemäß EN 14477 entwickelt und umfasst zwei Einstichsonden mit 0,8 mm Durchmesser. Die Vorrichtung enthält einen wichtigen Gummiring, der zwischen der Probe und dem Befestigungskörper angebracht wird. Damit wird verhindert, dass sich die Probe während der Prüfung bewegt oder verrutscht. Instron bietet eine weitere Einstichsonde mit einem Durchmesser von 1 mm (CP114502) als Zusatz oder Ersatz für die Sonden mit 0,8 mm Durchmesser an. Obwohl die Sonde mit 1 mm Durchmesser von der Norm abweicht, kann sie in verschiedenen Fällen zur Bewertung der Durchstoßfestigkeit von Dünnschichtmaterialien eingesetzt werden.

MATERIALPRÜFSYSTEM

Die EN 14477 empfiehlt einen Prüfrahmen mit konstanter Dehnungsrate (CRE), der während der Prüfung arbeiten und die Dehnung messen kann. Wenn die Prüfung mit langsameren Prüfgeschwindigkeiten durchgeführt werden soll, sollte ein Prüfrahmen der Serie 3400 von Instron ausreichen. Für beste Ergebnisse bei Prüfungen mit 50 oder 100 mm/min ist jedoch ein Rahmen der Serie 6800 aufgrund seiner höheren Datenerfassungsrate die optimale Lösung. Für fast alle Dünnschicht-Durchstichprüfungen ist ein Einsäulen-Prüfsystem geeignet, da die Belastungen selten über 5 kN liegen. Für die meisten Dünnschicht-Durchstichprüfungen nach EN14477 eignen sich Kraftaufnehmer der Serie 2530. Ein 10 N Kraftaufnehmer ist in der Regel für die Prüfung von Materialien wie Trennfolien ausreichend. Je nach Materialdicke und -festigkeit können auch größere Kraftaufnehmer mit Nennkräften von 50 bis 100 N verwendet werden.

Die Instron Prüfsoftware Bluehill Universal bietet Optionen zur Steuerung der Datenrate und Geschwindigkeit für jede Prüfung, um sicherzustellen, dass das Material bei verschiedenen Prüfparametern bewertet wird. Mit der Bluehill Software kann der Anwender die Prüfung einfach steuern, Daten erfassen und Prüfberichte erstellen. Da Durchstoßprüfungen nach EN 14477 mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 mm/min durchgeführt werden können, wird eine hohe Datenrate empfohlen, um die wahren Belastungsspitzen zu erfassen, da diese bei hohen Geschwindigkeiten sehr schnell auftreten. Eine unzureichende Datenrate kann zu variablen Prüfergebnissen führen, wenn die Spitzen nicht angemessen erfasst werden.

EN 14477 Prüfaufbau
6800 Series Universal Universalprüfmaschine
Bluehill Universal Software
CP105780 Prüfvorrichtung

 

EN 14477 puncture test setup
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