鋰離子電池內阻測試淺述

鋰離子電池內阻測試淺述 

鋰離子電池因其高電壓、高比能量、無記憶效應以及高循環性能等特點，迅速發展成為 *重要的電源產品，已廣泛應用到消費電子、汽車工業、軍工航天、醫療等眾多領域。隨著 中國對新能源汽車、充電樁等產業的重點扶持，鋰電池產業在中國市場也空前火爆。在《“十 二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中已將鋰離子電池列為行業發展的重點。 隨之而來， 與之匹配的檢測方法、標準以及設備也在逐步完善中。 隨著 GB/T 18287-2013《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規范》、GB 31241-2014《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全要求》、《鋰離子電池行業規范條 件》等眾多標準出臺，對鋰離子電池的檢測越發嚴格，對所有類型的鋰離子電池行業上下游 生產企業也提出了更高要求。 在電池的研發和生產過程中，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、常溫高溫低溫內阻特性、容量分布測試等可靠性測試，以及電池內部短路、持續充電、 強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，電池內阻的檢測都是非常 關鍵的一步。 電池內阻作為鋰電池*重要的內部參數之一，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系，是衡量電池性能的一個重要技術指標。但在實際應用中，卻存在不 少的問題： （1） 當充/放電時，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數的 單體電芯串接而成，若電芯間的內阻差異很大，則也會嚴重影響整個電池包的放電能力。因 此獲取單體電芯的內阻值并進行系統的分析，也是電池的必測項目。 （2） 電池內阻是決定電池耐充電及耐放電電流大小的關鍵，在鋰電池 PACK 工藝生產 流程中，對電芯進行檢驗的電池內阻測試儀一般功能簡單，測量信息量少，檢測精度不高， 數據后期處理簡單，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 年發布的《鋰離子電池行業規范條件》中，對電池內阻的測量提出了新的要 求：對于多芯電池組的組成電池，應具有開路電壓和內阻在線檢測能力，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 系列為用戶提供在線和離線兩種內阻測試儀。其中在線內阻測試儀通過對 電池內阻的在線測量和分析，可以快速而準確的得到各個單體電池內阻在使用或充電過程中 的動態變化，從而判斷電池是否失效。一般在線內阻測試儀配合電池包充放電循環壽命測試 較多，可反映出整個壽命周期中，電池包內部單體電芯內阻所呈現的動態變化。IT5102 在 線內阻測試儀可同時監控 16 個單體電芯內阻變化，并且支持*多 17 臺主從并聯，將單體 電芯測量數量擴展到 272 個，電壓電阻測量分辨率*高可達 0.1mV、0.1mΩ。滿足《鋰離 子電池行業規范條件》中對多芯電池組的組成電池測試的要求。 IT5102 在線內阻測試儀還可以用于科研院校及電池生產企業的研發部。眾所周知，在 所有的環境因素中，溫度對電池的充放電性能影響*大。低溫環境會降低鋰電池的性能。當 電池暴露在低溫環境下時，電池的化學物質活性顯著降低，電池內阻增大，帶載能力下降。 如何保證鋰電池在沒有任何保溫措施下在低溫環境穩定工作，目前還沒有很好的解決辦法， 但很多研究機構正在研究該問題。IT5102 在線內阻測試儀可以在線監測低溫環境下的電池 工作過程中內阻變化，為研究提供更多的有效數據。 此外，艾德克斯便攜式離線電池內阻測試儀 IT5101 也是款功能強大、高精度的內阻 測試儀，非常適用于電池廠家在電芯篩選環節的應用。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**的測量電池內阻和電壓。電阻分辨率可達 0. 1uΩ，電壓 分辨率可達 10uV。IT5101 可以實時測量并顯示內阻和電壓，并輸出監測結果。用戶設置電壓和電阻的上下限，測試儀可以同時判斷阻抗和電壓，超出設定的量程測試儀就報警。另外 在產線使用過程中，如果測試探頭接觸不佳或斷線，測試儀可以實時檢測出來該故障，屏幕 電阻顯示變為“--------”，從而快速幫助操作人員發現問題。 我們知道電池類型不同，內阻不同。如鎳鎘電池的內阻低，可適用大電流放電及大電 流充電；鋰離子電池內阻較高，其內阻一般要求幾十~幾百毫歐；大容量的動力鋰離子電池 的內阻一般在幾~幾十毫歐之間。對不同范圍的內阻，使用不同的量程進行測試，可以獲取 更高的精度。IT5101 有七段量程，可以滿足多種應用。不管是大型單體電池包還是紐扣電 池，亦或手機/便攜式電子產品等的小型電池都可以**測量。 在電池生產過程中，電池的品質把控也很重要。鋰離子電池的安全保障除了產品設計和 防濫用措施，很大程度上取決于生產過程控制。艾德克斯 IT5101 可以把電池內阻測試的結 果批量保存，并對其進行統計分析。統計結果呈列表或正態分布圖顯示。電池生產企業生產 部門和研發部門可以根據電池內阻檢測的分析結果，對電池的生產情況加以調整，進而提高 產品的質量和安全。

同時，為了幫助電池生產企業提供電池測試效率，艾德克斯為 IT5100 系列電池內阻測 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，方便用戶根據不 同測量需求選配。 艾德克斯 IT5100 系列電池內阻測試儀在電池應用領域使用的很廣泛。很多單位并不生 產電池，但他們使用電池，比如筆記本電池生產廠、手機電池組裝廠等等都會用到電池檢測 設備。艾德克斯 IT5100 系列電池內阻測試儀也可以為蓄電池、儲能電池、太陽能電池等提 供內阻分析。它可以讓技術人員、產線工人、管理人員更加清楚的了解電池的性能。