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锂电池的生产和检验:内阻测量

时间:2022-07-29 13:27:50 来源:日本日置 点击:331次

什么是锂电池的内阻测量?

虽然说理想情况下电池的内阻应该为零,但是现实中会有很多原因造成内阻的存在。随着电池劣化,内阻会增加。在电芯生产线中,通过比较合格品和待检测产品的内阻来检出有缺陷的产品。

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内阻测量

何时进行检查

向电芯注入电解液,在封装完成后的各工序(充放电试验、老化试验、出货检查等)中进行内阻检查。

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内阻的测量方法

测量内阻有两种方法:交流电法(AC-IR)和直流电法(DC-IR)。AC法适用于生产线的检查。本文介绍“AC-IR”。使用交流法测量电芯的内阻时,请使用专门进行低电阻测量的交流电阻计电池测试仪)。交流电阻测试仪向被测物施加恒流的交流信号。检测施加恒流时产生的微小电压并计算电阻值。

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电阻计有“交流电阻测试仪”和“直流电阻计”两种。带电动势的电池不能用直流电阻测试仪测量。交流法(AC-IR)和直流法(DC-IR):测量方法因设备配置而异。交流电阻计和直流电阻計:测量方法因施加到被测物的测量信号是交流还是直流而异。

【必看】交流电阻计(电池测试仪)的选型

为了检查电芯的内阻,关键是能够准确地测量低电阻。(电芯越大,内阻越小。安装在汽车上的电芯的内阻小于1mΩ。)

选型要点如下:

- 4 端子法

- 测量量程和分辨率

- 抗干扰性

- 测试电流的频率

4 端子法

测量 1Ω 以下的低电阻时,请使用 4 端子法测量内阻。有两种测量电阻的方法:“4 端子法”和“2 端子法”。由于2端子法的测量值包括配线电阻和接触电阻等“路径电阻”,因此无法准确测量以 mΩ 为单位的低电阻。

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检测电压=恒流×(电池内阻+接触电阻+配线电阻)

电阻值是根据检测到的电压计算得出的,包括额外的电阻分量。

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检测电压=恒流×电池内阻

电阻值由检测电压计算得出,不包含额外的电阻成分。

测量范围和分辨率

测量 1Ω 以下的低电阻时,需要“以 mΩ 为单位的测量范围”和“以 μΩ 为单位的分辨率”。如果量程和分辨率设置不正确,则无法准确测量以 mΩ 为单位的低电阻。

抗干扰性

即使规格表中的测量范围、分辨率和测量精度良好,也可能出现无法准确测量电阻值的情况。这是因为干扰会导致测量值波动,从而出现无法准确显示数值等问题。(有电源和生产设备等各种干扰源。)在设计产品时,对产品施加干扰以测试其是否正常运行。未经这种测试的产品可能无法满足生产线上的测量要求。

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自动放电功能

自动放电功能是将电池中累积的电荷放电的功能。当施加测试电压时,电荷会累积在电池的容性成分中。如果在下一个过程中连接到检 查设备,而电池仍处于充电状态,则可能会导致设备故障。绝缘电阻测试仪中安装了两种放电功能,是 “电阻法”和“恒流法”。对于电芯而言,“恒流法”可以更快地释放电荷,从而缩短检查时间。

测试电流的频率

交流电阻测试仪(电池测试仪)向被测物施加恒流的交流信号。该交流信号通常是 1 kHz 的固定频率。也有一些产品具有可变频率。通过扫频测到的阻抗制作奈奎斯特图,可以通过将其划分为“扩散电阻”、“反应电阻”和“电解质电阻”等因素来判断电池的内阻情况。zui近,为了提高缺陷产品的鉴别水平,以多个频率进行内阻检查的情况越来越多。


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HIOKI日置电池测试仪

日本日置的电池测试仪被全球电池制造商的客户使用。

电芯生产过程中用于内阻测量的主要机型如下

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*1: 使用转换插头也可以通过4端子法进行测量

*2: 可定制 3 Ω , 30 Ω量程

*3: 可定制 0.01 Hz ~ 10 kHz

*4: 电池测试仪可同时测量开路电压和电阻

电池测试仪BT3561ABT3562A

电池阻抗测试仪BT4560


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