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。