在電池測試中，根據 ISO 527-3 標準的隔膜拉伸測試
鋰離子電池中的隔膜可將陽極和陰極分開，以防止電氣短路。 同時，隔膜可讓電離電荷載體流動，因此隔膜是電化學電池中閉合電路所需要的。
除了陶瓷隔膜和玻璃纖維不織布外，主要還使用聚合物薄膜。 可靠地測定拉伸強度及斷裂應變為隔膜薄膜在正常機械應力下提供了完整的相關資訊。
較厚的隔膜薄膜能有效且安全地防止正負極之間的接觸，而較薄的薄膜能減輕電池的重量進而提高能量密度。
在測試方面，隔膜的主要要求包括根據 ISO 527-3 和 ASTM D882 的拉伸測試，以及根據 EN 14477、ASTM D5748 及 ASTM F1306 的穿刺測試。 這些測試也在電解質潤濕的狀態下進行，以獲得真實的機械特性。
積極參與這些標準的後續制定，特別是電池材料的標準，確保 ZwickRoell 測試方法能持續滿足未來的所有要求。
根據 ISO 527-3 進行測試
塑膠薄膜的拉伸測試是根據 ISO 527-1 第 9 節所述要求進行。 對於薄膜而言，需要注意以下幾點：
- 對於從片材或箔片上切割的試樣，可以假設薄膜切割工具的寬度與試樣的寬度一致。 切割邊緣有明顯缺陷的試樣都必須丟棄。 特定薄膜的性能會隨面內方向而改變（異向性），因此應測試兩種方向的試樣。
- 如果使用光學延伸計，尤其是薄板和箔片，則需要用標點在試樣上標記標距長度。 必須確保這些部位沒有刻痕、打孔或壓印，以排除試樣受損的可能性。
- 夾持試樣時，必須確保試樣垂直對齊。 所使用的試樣夾具必須能夠在拉伸測試期間均勻且穩固地夾住塑膠薄膜試樣，而不會造成試樣在試樣夾具中滑落或壓碎/斷裂。
- 在剛性較低的箔片試樣對齊中心的過程中，或由於夾持壓力的關係，試樣可能在測試開始之前就已經有先拉預力。 這是避免應力-應變圖中出現曲線支點的必要條件。 可使用 testXpert 測試軟體定義符合標準的預載，從而確保測試結果的準確和可重複性。
試驗機，用於對塑膠薄膜進行符合 ISO 527-3 標準的拉伸測試
試驗機：
由於塑膠薄膜試樣在相對較小的測力下就會斷裂，因此 ISO 527-3 測試通常會在 zwickiLine 500 N 單柱萬能試驗機上進行。 由於有時薄膜試樣的斷裂伸長率較高，因此可能有需要額外加高的 zwickiLine 或配備雙柱框架的 ProLine 或 AllroundLine 系列（用於進階功能和自動化測試）
來進行直至斷裂的測試。
試樣夾持：
為了穩固輕柔地夾持薄膜試樣，我們建議使用平行夾持的氣動 1 kN 試樣夾具，並搭配鋁製/ Vulkollan 夾面嵌件。
插入輔助工具：
插入輔助工具用於將塑膠薄膜穩固快速地插入試樣夾具中，通過減少試樣定位時的使用者錯誤和操作人員的影響，確保試樣的垂直對齊。 這可確保測試結果可靠，並增加試樣處理量。 插入輔助工具適用於 ISO 527-3 標準下不同寬度和長度的條狀試樣。
延伸計：
對於應變測量，ISO 527-1 要求使用合適的延伸計。 在測量塑膠薄膜的伸長率時，試樣上不得加載延伸計的質量，以防止試樣過早斷裂。 因此，我們建議使用非接觸式影像延伸計 （videoXtens 2-150 HP（測量範圍可達 175 mm）或 videoXtens 1-270 P （測量範圍可達 330 mm），視試樣的預期應變而定）。
使用我們的 testXpert 測試軟體進行符合 ISO 527-3 標準的薄膜拉伸測試
我們的 testXpert 測試軟體讓根據 ISO 527-3 標準進行的薄膜拉伸測試變得簡單可靠：
- 保證符合標準且不受操作人員影響： 在本公司，已根據標準對測試程式集中進行參數化和驗證。 所有系統配置參數會自動載入。 對標準各種要求的符合情況，不受到個別人員的影響。
- 對於合規標準的測試毫不妥協： 在測試程式中，刀具距離已確實設定且不容篡改。 這可一目了然地辨識和追蹤試樣的正確夾具間距，例如 100±5 mm。
- 節省時間，因為每次測試都很重要： 如果發生像是修正試樣幾何形狀的情況，也可以在測試後重新計算結果。
根據 ISO 527-3 的試樣規格
根據 ISO 527-3，厚度不超過 1 mm 的薄膜及片材透過條狀或啞鈴鈴形試樣進行測試。
- 建議的試樣形狀為條狀。 使用試樣/薄膜切割器可以輕鬆加工這種試樣形狀。
- 啞鈴形試樣常用於品質管控中。為此，需要使用一個直接測量延伸計在試樣上測量應變。
- ISO 527-3 標準要求在試樣中心距離 50 mm (L0) 處施加兩個平行的標點。
| 試樣 | 注意： | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | L mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Type 2（條狀） | 建議試樣 | ≥150 | 10 至 25 | ≤1 | 50±0.5 | 100±5 | ||
| 對於較大的伸長率，L 可縮小至 50mm | ≥150 | 10 至 25 | ≤1 | 50±0.5 | 50 | |||
| Type 5（啞鈴型試樣） | QA 應用； 建議用於非常高的斷裂應變 | ≥115 | 33±2 | 25±1 | 6±0.4 | ≤1 | 25±0.25 | 80±5 |
| Type 1B（啞鈴型試樣） | QA 應用； 建議用於剛性片材 | ≥150 | 60±0.5 | 20±0.5 | 10±0.2 | ≤1 | 50±0.5 | 115±5 |
| Type 4（啞鈴型試樣） | QA 應用； 建議用於片材 | ≥152 | 50±0.5 | 38 | 25.4±0.1 | ≤1 | 50±0.5 | 98 |
使用 roboTest F 自動化測試系統，進行符合 ISO 527-3 標準的自動化薄膜測試
品保在塑膠薄膜的生產過程中至關重要。 此外，由於測試量不斷增加，像電動車產業這樣的成長型市場需要自動化解決方案來提高薄膜測試的處理量和效率。 ZwickRoell 為此開發了roboTest F 自動化測試系統。
- 該測試系統包括一台 AllroundLine 試驗機以及加寬的測試區域。
- 用於拉伸測試的試片由一個可容納200件試片的試片架裝入測試系統。
- 試片架包含一個底座和一個裝載抓取試片夾具的可旋轉鏈條。
- 這些夾具根據試樣類型和形狀有所不同。這意味著可以使用同一套系統測試不同尺寸的薄膜。
除了降低中期的測試成本，該系統的其他優勢亦包含了零誤差測試。 由於消除操作人員的影響，測試結果具有高度的可再現性。
