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,迅速發(fā)展成為最重要的電源產(chǎn)品,已廣泛應(yīng)用到消費電子、汽車工業(yè)、軍工航天、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。隨著中國對新能源汽車、充電樁等產(chǎn)業(yè)的重點扶持,鋰電池產(chǎn)業(yè)在中國市場也空前火爆。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。 隨之而來,與之匹配的檢測方法、標準以及設(shè)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(guī)范》、GB 31241-2014《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》等眾多標準出臺,對鋰離子電池的檢測越發(fā)嚴格,對所有類型的鋰離子電池行業(yè)上下游生產(chǎn)企業(yè)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重要技術(shù)指標。但在實際應(yīng)用中,卻存在不少的問題:
(1)當(dāng)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(jié)數(shù)的單體電芯串接而成,若電芯間的內(nèi)阻差異很大,則也會嚴重影響整個電池包的放電能力。因此獲取單體電芯的內(nèi)阻值并進行系統(tǒng)的分析,也是電池的必測項目。
(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,在鋰電池PACK工藝生產(chǎn)流程中,對電芯進行檢驗的電池內(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年發(fā)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:對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系列為用戶提供在線和離線兩種內(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,可以快速而準確的得到各個單體電池內(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)阻測試儀可同時監(jiān)控16個單體電芯內(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)量擴展到272個,電壓電阻測量分辨率最高可達 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)企業(yè)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)境會降低鋰電池的性能。當(dāng)電池暴露在低溫環(huán)境下時,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,為研究提供更多的有效數(shù)據(jù)。