鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1469次 | 2020年03月17日
鋰離子電池內(nèi)阻測試淺述
鋰離子電池因其高電壓、高比能量、無記憶效應(yīng)以及高循環(huán)性能等特點(diǎn),迅速發(fā)展成為最重要的電源產(chǎn)品,已廣泛應(yīng)用到消費(fèi)電子、汽車工業(yè)、特種航天、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。隨著我國對新能源汽車、充電樁等產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)扶持,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在我國市場也空前火爆。在《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中已將鋰離子電池列為行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。隨之而來,與之匹配的檢測方法、標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備也在逐步完善中。
隨著GB/T18287-2013《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》、GB31241-2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》、《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》等眾多標(biāo)準(zhǔn)出臺,對鋰離子電池的檢測越發(fā)嚴(yán)格,對所有類型的鋰離子電池行業(yè)上下游生產(chǎn)公司也提出了更高要求。
在電池的研發(fā)和生產(chǎn)過程中,電池的充放電率、高中低倍率放電特性、大小電流過放電特性、常溫高溫低溫內(nèi)阻特性、容量分布測試等可靠性測試,以及電池內(nèi)部短路、持續(xù)充電、強(qiáng)迫放電等電流電阻安全測試都是必不可少的。那在這些測試中,電池內(nèi)阻的檢測都是非常關(guān)鍵的一步。
電池內(nèi)阻作為鋰離子電池最重要的內(nèi)部參數(shù)之一,與電池的性能檢測、壽命評估和能量管理都有著非常緊密的聯(lián)系,是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。但在實(shí)際應(yīng)用中,卻存在不少的問題:
(1)當(dāng)充/放電時(shí),阻抗是影響電氣特性及效率的因素之一。電池包通常由不同節(jié)數(shù)的單體電芯串接而成,若電芯間的內(nèi)阻差異很大,則也會嚴(yán)重影響整個(gè)電池包的放電能力。因此獲取單體電芯的內(nèi)阻值并進(jìn)行系統(tǒng)的分析,也是電池的必測項(xiàng)目。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(2)電池內(nèi)阻是決定電池耐充電及耐放電電流大小的關(guān)鍵,在鋰離子電池pACK工藝生產(chǎn)流程中,對電芯進(jìn)行檢驗(yàn)的電池內(nèi)阻測試儀一般功能簡單,測量信息量少,檢測精度不高,數(shù)據(jù)后期處理簡單,缺少在線檢測和檢測高電壓大容量電池和電池組的能力。
(3)2015年公布的《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》中,對電池內(nèi)阻的測量提出了新的要求:關(guān)于多芯電池組的組成電池,應(yīng)具有開路電壓和內(nèi)阻在線檢測能力,檢測精度分別為1mV和1mΩ。
為了解決眾多廠商在電池內(nèi)阻測試中遇到的難題,艾德克斯推出了IT5100系列電池測試儀。IT5100系列為用戶供應(yīng)在線和離線兩種內(nèi)阻測試儀。其中在線內(nèi)阻測試儀通過對電池內(nèi)阻的在線測量和分析,可以快速而準(zhǔn)確的得到各個(gè)單體電池內(nèi)阻在使用或充電過程中的動態(tài)變化,從而判斷電池是否失效。一般在線內(nèi)阻測試儀配合電池包充放電循環(huán)壽命測試較多,可反映出整個(gè)壽命周期中,電池包內(nèi)部單體電芯內(nèi)阻所呈現(xiàn)的動態(tài)變化。IT5102在線內(nèi)阻測試儀可同時(shí)監(jiān)控16個(gè)單體電芯內(nèi)阻變化,并且支持最多17臺主從并聯(lián),將單體電芯測量數(shù)量擴(kuò)展到272個(gè),電壓電阻測量分辨率最高可達(dá)0.1mV、0.1mΩ。滿足《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》中對多芯電池組的組成電池測試的要求。
IT5102在線內(nèi)阻測試儀還可以用于科研院校及電池生產(chǎn)公司的研發(fā)部。眾所周知,在所有的環(huán)境因素中,溫度對電池的充放電性能影響最大。低溫環(huán)境會降低鋰離子電池的性能。當(dāng)電池暴露在低溫環(huán)境下時(shí),電池的化學(xué)物質(zhì)活性顯著降低,電池內(nèi)阻增大,帶載能力下降。如何保證鋰離子電池在沒有任何保溫措施下在低溫環(huán)境穩(wěn)定工作,目前還沒有很好的解決辦法,但很多研究機(jī)構(gòu)正在研究該問題。IT5102在線內(nèi)阻測試儀可以在線監(jiān)測低溫環(huán)境下的電池工作過程中內(nèi)阻變化,為研究供應(yīng)更多的有效數(shù)據(jù)。
此外,艾德克斯便攜式離線電池內(nèi)阻測試儀IT5101也是款功能強(qiáng)大、高精度的內(nèi)阻測試儀,非常適用于電池廠家在電芯篩選環(huán)節(jié)的應(yīng)用。它采用交流四端子的測試方法,測量不受測試線的阻抗影響,可以很精確的測量電池內(nèi)阻和電壓。電阻分辨率可達(dá)0.1uΩ,電壓分辨率可達(dá)10uV。IT5101可以實(shí)時(shí)測量并顯示內(nèi)阻和電壓,并輸出監(jiān)測結(jié)果。用戶設(shè)置電壓和電阻的上下限,測試儀可以同時(shí)判斷阻抗和電壓,超出設(shè)定的量程測試儀就報(bào)警。另外在產(chǎn)線使用過程中,假如測試探頭接觸不良或斷線,測試儀可以實(shí)時(shí)檢測出來該故障,屏幕電阻顯示變?yōu)椤?-------”,從而快速幫助操作人員發(fā)現(xiàn)問題。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
我們了解電池類型不同,內(nèi)阻不同。如鎳鎘電池的內(nèi)阻低,可適用大電流放電及大電流充電;鋰離子電池內(nèi)阻較高,其內(nèi)阻一般要求幾十~幾百毫歐;大容量的動力鋰離子電池的內(nèi)阻一般在幾~幾十毫歐之間。對不同范圍的內(nèi)阻,使用不同的量程進(jìn)行測試,可以獲取更高的精度。IT5101有七段量程,可以滿足多種應(yīng)用。不管是大型單體電池包還是紐扣電池,亦或手機(jī)/便攜式電子產(chǎn)品等的小型電池都可以精確測量。
在電池生產(chǎn)過程中,電池的品質(zhì)把控也很重要。鋰離子電池的安全保障除了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和防濫用措施,很大程度上取決于生產(chǎn)過程控制。艾德克斯IT5101可以把電池內(nèi)阻測試的結(jié)果批量保存,并對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果呈列表或正態(tài)分布圖顯示。電池生產(chǎn)公司生產(chǎn)部門和研發(fā)部門可以根據(jù)電池內(nèi)阻檢測的分析結(jié)果,對電池的生產(chǎn)情況加以調(diào)整,進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。
同時(shí),為了幫助電池生產(chǎn)公司供應(yīng)電池測試效率,艾德克斯為IT5100系列電池內(nèi)阻測試儀配備了不同的探頭測試線,如針型測試線,夾型測試線,端子測試線,方便用戶根據(jù)不同測量需求選配。