1. 背景

如之前文章所述：《极片柔韧性—可弯曲性or可复原性？》，柔韧性可以区分为可复原性（重复弯曲的能力）和可弯曲性（弯曲一次而不断裂的能力）。可复原性的侧重点在于极片在多次弯曲过程中发生形变后的恢复能力和长期稳定性。关于可复原性的评价，元能科技的BEF1000支持疲劳模式的试验，可以测试极片在多次压缩-恢复过程中的应力-应变曲线变化，评估极片在撤掉外力后恢复到初始状态的能力，有助于深入探究极片的可复原性、柔韧性。

2. 测试方案

本文针对极片可复原性的定义和应用，选取两款采用不同活性材料的负极极片：负极1和负极2，将两款极片分别裁切成8*4 cm的矩形小极片，将极片长边弯曲到一定角度置于测试夹具内进行疲劳试验（如图1）；压缩-恢复循环10次，每次循环压缩到相同的应力截止并恢复到位移零点位；采用横向施力、压板匀速位移的模式，位移速率为0.5mm/s。

图1.测试模式示意图

3. 测试结果

（1）循环1次：第1次压缩-恢复

图2.负极1和负极2的第1次压缩-恢复曲线（左）及局部放大图（右）

如图2，极片负极1和负极2的第1次压缩-恢复曲线非常接近，且都没有发生明显的断裂行为，压缩-恢复曲线所包围成的面积也非常相近，说明两款极片的力学性能没有特别显著的差异。在压缩过程中，极片弯折处内侧材料被压缩变形。对比压缩段的前段曲线，我们可以发现负极1斜率比负极2略小。在应力应变曲线中，斜率通常与材料的弹性模量有关，它反映了材料抵抗弹性形变的能力，由此可见负极1的弹性模量更低。然而，弹性模量并不直接决定材料的柔韧性。柔韧性是一个更广泛的概念，如前面所述包括可弯曲性和可复原性，涉及材料在受到外力作用时发生形变并恢复原始形状的能力，以及材料在较大形变范围内承受外力而不发生断裂的能力，与弹性形变、塑性形变、断裂行为等都密切相关，反映了极片在承受变形时的适应性和韧性，是否能保持结构的完整性。

进一步对比曲线的一些细节点可以发现：恢复段的曲线，恢复到初始应力值时（零值，初始应力做了归零）对应的位移值，负极1比负极2大。这意味着在恢复到初始的应力状态下，负极1需要更大的形变（位移）来支持，即负极1在去除外力后维持着较大的形变，这部分形变主要是极片发生屈服后的塑性变形，外力释放后无法恢复。恢复段的曲线，恢复到初始位移值时（零值，初始位移做了归零）对应的压力值，负极1比负极2小。这意味着在恢复到初始的位移状态下，负极2保持更大的、更接近初始状态的张力（应力）。以上说明，负极2似乎有更好的柔韧性表现。

（2）循环10次：第1-10次压缩及恢复

图3.负极1第1-5次、第10次压缩-恢复曲线

图4.负极2第1-5次、第10次压缩-恢复曲线

通过循环的压缩-恢复曲线来评估极片的可复原性是一种有效的方法。这种方法能够量化极片在反复压缩-恢复过程中的力学行为，从而揭示其柔韧性的强弱。如图3、图4，我们对两款极片进行了循环10次的压缩-恢复（第6-9次曲线未展示）。可以看出，两款极片在第1次循环后其实已经发生了疲劳损伤或性能退化，第2-10次循环保持相对稳定，曲线无明显差异或变化。

如同上述的分析，我们对每次曲线恢复到初始应力值时对应的残余应变、恢复到初始位移值时对应的残余应力进行了分析。残余应变反映了极片在经历压缩后不能完全恢复到原始形状的形变程度。残余应变越小，说明极片的可复原性越好，即其恢复原始形状的能力越强。残余应力表示极片在经历恢复后仍然保持的应力状态。残余应力越接近初始应力值，说明极片在经历压缩变形后能够更有效地恢复到其原始状态，也说明极片的可复原性越好。

图5.负极1、负极2不同循环次数对应的的残余应变（左）和残余应力（右）

从图5可以看出，负极2压缩-恢复曲线，循环1-10次的残余应变整体较负极1小，其残余应力更接近初始应力值（零值）。疲劳试验更加直观、有力地说明，负极2有更好的弹性恢复能力和应力释放能力，因此其柔韧性更好。

4. 小结

在评估极片柔韧性的过程中，通过疲劳试验，即多次循环的压缩-恢复曲线法分析，是一种非常直观且有效的方法。这种方法不仅能够帮助我们理解极片在反复受到外力作用下的行为规律，还能量化其在反复压缩和恢复过程中的恢复能力，进而更全面地反映其可复原性和柔韧性的优劣。