1. 背景

如之前文章所述：《極片柔韌性—可彎曲性or可復原性？》，柔韌性可以區分為可復原性（重復彎曲的能力）和可彎曲性（彎曲一次而不斷裂的能力）。可復原性的側重點在于極片在多次彎曲過程中發生形變后的恢復能力和長期穩定性。關于可復原性的評價，元能科技的BEF1000支持疲勞模式的試驗，可以測試極片在多次壓縮-恢復過程中的應力-應變曲線變化，評估極片在撤掉外力后恢復到初始狀態的能力，有助于深入探究極片的可復原性、柔韌性。

2. 測試方案

本文針對極片可復原性的定義和應用，選取兩款采用不同活性材料的負極極片：負極1和負極2，將兩款極片分別裁切成8*4 cm的矩形小極片，將極片長邊彎曲到一定角度置于測試夾具內進行疲勞試驗（如圖1）；壓縮-恢復循環10次，每次循環壓縮到相同的應力截止并恢復到位移零點位；采用橫向施力、壓板勻速位移的模式，位移速率為0.5mm/s。

圖1.測試模式示意圖

3. 測試結果

（1）循環1次：第1次壓縮-恢復

圖2.負極1和負極2的第1次壓縮-恢復曲線（左）及局部放大圖（右）

如圖2，極片負極1和負極2的第1次壓縮-恢復曲線非常接近，且都沒有發生明顯的斷裂行為，壓縮-恢復曲線所包圍成的面積也非常相近，說明兩款極片的力學性能沒有特別顯著的差異。在壓縮過程中，極片彎折處內側材料被壓縮變形。對比壓縮段的前段曲線，我們可以發現負極1斜率比負極2略小。在應力應變曲線中，斜率通常與材料的彈性模量有關，它反映了材料抵抗彈性形變的能力，由此可見負極1的彈性模量更低。然而，彈性模量并不直接決定材料的柔韌性。柔韌性是一個更廣泛的概念，如前面所述包括可彎曲性和可復原性，涉及材料在受到外力作用時發生形變并恢復原始形狀的能力，以及材料在較大形變范圍內承受外力而不發生斷裂的能力，與彈性形變、塑性形變、斷裂行為等都密切相關，反映了極片在承受變形時的適應性和韌性，是否能保持結構的完整性。

進一步對比曲線的一些細節點可以發現：恢復段的曲線，恢復到初始應力值時（零值，初始應力做了歸零）對應的位移值，負極1比負極2大。這意味著在恢復到初始的應力狀態下，負極1需要更大的形變（位移）來支持，即負極1在去除外力后維持著較大的形變，這部分形變主要是極片發生屈服后的塑性變形，外力釋放后無法恢復。恢復段的曲線，恢復到初始位移值時（零值，初始位移做了歸零）對應的壓力值，負極1比負極2小。這意味著在恢復到初始的位移狀態下，負極2保持更大的、更接近初始狀態的張力（應力）。以上說明，負極2似乎有更好的柔韌性表現。

（2）循環10次：第1-10次壓縮及恢復

圖3.負極1第1-5次、第10次壓縮-恢復曲線

圖4.負極2第1-5次、第10次壓縮-恢復曲線

通過循環的壓縮-恢復曲線來評估極片的可復原性是一種有效的方法。這種方法能夠量化極片在反復壓縮-恢復過程中的力學行為，從而揭示其柔韌性的強弱。如圖3、圖4，我們對兩款極片進行了循環10次的壓縮-恢復（第6-9次曲線未展示）。可以看出，兩款極片在第1次循環后其實已經發生了疲勞損傷或性能退化，第2-10次循環保持相對穩定，曲線無明顯差異或變化。

如同上述的分析，我們對每次曲線恢復到初始應力值時對應的殘余應變、恢復到初始位移值時對應的殘余應力進行了分析。殘余應變反映了極片在經歷壓縮后不能完全恢復到原始形狀的形變程度。殘余應變越小，說明極片的可復原性越好，即其恢復原始形狀的能力越強。殘余應力表示極片在經歷恢復后仍然保持的應力狀態。殘余應力越接近初始應力值，說明極片在經歷壓縮變形后能夠更有效地恢復到其原始狀態，也說明極片的可復原性越好。

圖5.負極1、負極2不同循環次數對應的的殘余應變（左）和殘余應力（右）

從圖5可以看出，負極2壓縮-恢復曲線，循環1-10次的殘余應變整體較負極1小，其殘余應力更接近初始應力值（零值）。疲勞試驗更加直觀、有力地說明，負極2有更好的彈性恢復能力和應力釋放能力，因此其柔韌性更好。

4. 小結

在評估極片柔韌性的過程中，通過疲勞試驗，即多次循環的壓縮-恢復曲線法分析，是一種非常直觀且有效的方法。這種方法不僅能夠幫助我們理解極片在反復受到外力作用下的行為規律，還能量化其在反復壓縮和恢復過程中的恢復能力，進而更全面地反映其可復原性和柔韌性的優劣。