锂离子电池因其高电压、高比能量、无记忆效应以及高循环性能等特点,迅速发展成为最重要的电源产品,已广泛应用到消费电子、汽车工业、军工航天、医疗等众多领域。随着中国对新能源汽车、充电桩等产业的重点扶持,锂电池产业在中国市场也空前火爆。在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中已将锂离子电池列为行业发展的重点。 随之而来,与之匹配的检测方法、标准以及设备也在逐步完善中。
随着GB/T 18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》、GB 31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》、《锂离子电池行业规范条件》等众多标准出台,对锂离子电池的检测越发严格,对所有类型的锂离子电池行业上下游生产企业也提出了更高要求。
在电池的研发和生产过程中,电池的充放电率、高中低倍率放电特性、大小电流过放电特性、常温高温低温内阻特性、容量分布测试等可靠性测试,以及电池内部短路、持续充电、强迫放电等电流电阻安全测试都是必不可少的。那在这些测试中,电池内阻的检测都是非常关键的一步。
电池内阻作为锂电池最重要的内部参数之一,与电池的性能检测、寿命评估和能量管理都有着非常紧密的联系,是衡量电池性能的一个重要技术指标。但在实际应用中,却存在不少的问题:
(1)当充/放电时,阻抗是影响电气特性及效率的因素之一。电池包通常由不同节数的单体电芯串接而成,若电芯间的内阻差异很大,则也会严重影响整个电池包的放电能力。因此获取单体电芯的内阻值并进行系统的分析,也是电池的必测项目。
(2)电池内阻是决定电池耐充电及耐放电电流大小的关键,在锂电池PACK工艺生产流程中,对电芯进行检验的电池内阻测试仪一般功能简单,测量信息量少,检测精度不高,数据后期处理简单,缺少在线检测和检测高电压大容量电池和电池组的能力。
(3)2015年发布的《锂离子电池行业规范条件》中,对电池内阻的测量提出了新的要求:对于多芯电池组的组成电池,应具有开路电压和内阻在线检测能力,检测精度分别为1mV和1mΩ。
为了解决众多厂商在电池内阻测试中遇到的难题,艾德克斯推出了IT5100系列电池测试仪。IT5100系列为用户提供在线和离线两种内阻测试仪。其中在线内阻测试仪通过对电池内阻的在线测量和分析,可以快速而准确的得到各个单体电池内阻在使用或充电过程中的动态变化,从而判断电池是否失效。一般在线内阻测试仪配合电池包充放电循环寿命测试较多,可反映出整个寿命周期中,电池包内部单体电芯内阻所呈现的动态变化。IT5102在线内阻测试仪可同时监控16个单体电芯内阻变化,并且支持最多17台主从并联,将单体电芯测量数量扩展到272个,电压电阻测量分辨率最高可达 0.1mV、0.1mΩ。满足《锂离子电池行业规范条件》中对多芯电池组的组成电池测试的要求。
IT5102在线内阻测试仪还可以用于科研院校及电池生产企业的研发部。众所周知,在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大。低温环境会降低锂电池的性能。当电池暴露在低温环境下时,电池的化学物质活性显著降低,电池内阻增大,带载能力下降。如何保证锂电池在没有任何保温措施下在低温环境稳定工作,目前还没有很好的解决办法,但很多研究机构正在研究该问题。IT5102在线内阻测试仪可以在线监测低温环境下的电池工作过程中内阻变化,为研究提供更多的有效数据。