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HIOKI 3554电池测试仪测量蓄电池内阻的应用
2012/10/15 12:06:37
浏览:1703

HIOKI 3554电池测试仪测量蓄电池内阻的应用

HIOKI 3554电池测试仪引言
  当前,手机、数码相机、笔记本电脑、便携音乐播放器等电池驱动的产品,已成为我们生活里不可或缺的部分。作为此类产品关键零件的电池中,高能量、体积小、重量轻、没有记忆效果的锂离子电池,已成为电池界的主流。而且通过改善其特性,锂电池已经在向混合动力汽车和电动工具等新的市场进军。
  但是,由于误操作和不良品等原因,印象中,锂电池存在发热、爆炸等的危险。针对提高电池的安全性,有设计性的制造性的等等方法。在此介绍电池在线的检测,特别是内阻测量的相关内容。
HIOKI 3554电池测试仪制造工序上的不良与电池内阻
锂电池的构造与等效电路图如下图所示。
图1 锂电池的构造
E : 产生电压、L : 电感、R1 : 液体电阻+电极板电阻、R2 :反应电阻、C : 双层电容
HIOKI 3554电池测试仪电池的等效电路
电池在制造工序中产生的不良品•离散性的原因
电极的接触不良
由于充电产生的气体,而使电极部分的间距增加
隔离物的不良(损伤等)
电解液内的杂质
电解液的渗入离散
以上主要原因引会起电池容量的降低,另外还存在由于金属结晶(Dendrite),扎破隔离物电极引起微小短路(Micro short)造成发热、热逸散的情况。
上述的不良项目引起电池内阻变化的情况很多。因而在电池生产的检验中,内阻的测量是非常必要的。
HIOKI 3554电池测试仪内阻的测量方法
内阻的测量有以下几种方法
  IR损耗测量:测量电池的充电或放电的电流变化(ΔI),一定时间后(譬如在10秒后时)再测量电池电压的变化量(ΔV),然后通过ΔI与ΔV计算内阻。
  交流阻抗测量:对电池施加交流电流,会有与电池的内阻成比例的交流电压发生(与电池电压重叠)。可用作为测量信号的交流电流与产生的交流电压求得阻抗。在电池内阻的测量中,根据一直以来的习惯,通常用1kHz的交流,来测量阻抗的有效阻抗(实部)
各种的方法的特征
IR损耗测量:
测量可包括反应电阻
可在充放电的过程中测量
必需使用电源•负载装置
测量时间长
对电池有负担
交流阻抗测量:
无需负载装置
测量包括液体电阻、电极板电阻(适用与双层电容,需要非常高频率测量的场合)
测量时间短
对电池没有负担
HIOKI 3554电池测试仪微小短路的检查
在第2条中关于微小短路进行了描述,此现象会有引起发热•破裂等事故的可能性,是必须排除的故障。但是,实际检测上很困难。
通常在充放电后进行老化,测量老化之前与之后的电池电压,根据电压下降程度来进行判断。
老化时间与电池电压的变化
即便是不良品,电池电压的降低也非常小,1天中只有数毫伏。因此,使用高精度的电压计测量,是必要的。0.01%的精度,0.1mV的分辨率的电压计,是满足要求的。因为老化需要花费1~数周,时间很长,所以各处都在研究新的检测方法。
HIOKI 3554电池测试仪在线测量介绍
  不知不觉中,全世界的锂电池年产量已经超过10亿。年产量还在逐年递增。作为移动电话的中心元件,存在严格的降低成本的要求,而作为电池厂家,获得利益越来越困难。为了在其他公司的竞赛中获胜,不但要降低成本,还要求产品具有高性能与高可靠性。
  为了响应可靠性的要求,将每生产组各电池的检验数据统计、计算离散数据 (统计演算),并在交货时向客户提供数据。统计数据还可作为反馈,来改善生产线的工序。此良性循环的第一效应是提高质量及降低不合格率。如果降低了不合格率,处理不合格产品所花费的费用也变得少,因而也使降低成本成为可能。
  在检测中,推进自动化也与提高品质相关。手工与目测判断难免会有一定的差错,操作者不按照流程使用测量仪器,使判断基准改变,会产生大量误判定产品。仅使用测量仪器与计算机或PLC来做出判定,从而杜绝误判定,测量数据的收集也能够简单地实现。
  最近,测量器的测量速度也在提高,能以100个/秒非常高地速度进行测量。而通过使用自动化,能够大大缩短接触时间,提高生产率,并可预见地削减测量仪器设备,及其维持管理的费用。

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