Teste de resistência de isolamento de bateria de íon de lítio

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O que é o teste de resistência de isolamento de baterias de íons de lítio?

A medição da resistência de isolamento serve como um teste importante para detectar defeitos em linhas de produção de células de baterias de íon-lítio (LIB). Estruturalmente, é necessário manter o ânodo e o cátodo, bem como os eletrodos e invólucro (caixa), isolados um do outro. A falha em manter esses componentes adequadamente isolados - em outras palavras, resistência de isolamento insuficiente - pode levar a um risco de ignição ou acidentes com incêndio.

Embora os defeitos de isolamento possam ser causados por vários fatores, os testes no processo de produção de células de bateria concentram-se na detecção de defeitos causados por curtos internos.

Quando testar a resistência de isolamento

O teste de resistência de isolamento da célula da bateria geralmente é realizado da seguinte forma (*1):

  • Antes de encher o eletrólito nas células da bateria:

    A tensão CC é aplicada entre o ânodo e o cátodo de cada célula e a resistência de isolamento é medida.

  • Depois de encher o eletrólito nas células da bateria:

    A tensão CC é aplicada entre os eletrodos e o invólucro de cada célula, e a resistência de isolamento é medida.

  • *1: O tempo de teste e os locais de medição variam de acordo com o fabricante.

Como medir a resistência de isolamento

A resistência de isolamento da célula da bateria é medida usando um testador de resistência de isolamento ou testador de isolamento, projetado especificamente para medição de alto isolamento. Os medidores de resistência de isolamento aplicam uma tensão CC. Eles detectam a minúscula corrente que flui quando essa tensão é aplicada e a usam para calcular o valor da resistência. Os medidores de resistência de isolamento possuem um amperímetro integrado de alta sensibilidade que pode detectar com precisão correntes minúsculas.

Principais considerações ao escolher um testador de isolamento

As seguintes considerações devem ser levadas em consideração ao escolher um testador de isolamento:

  • Faixa de medição e precisão do valor da resistência de isolamento
  • Tensão de teste
  • Corrente de carregamento
  • Função de descarga automática
  • Função de verificação de contato

Faixa de medição e precisão do valor da resistência de isolamento

Os testadores de isolamento projetados especificamente para medir valores de alta resistência são usados em testes de resistência de isolamento de células. Os valores de referência (resistência) usados para classificar as células como defeituosas ou não defeituosas dependem da bateria que está sendo testada. Certifique-se de verificar os valores de referência para as células que estão sendo testadas e a faixa de medição do testador de isolamento.

Tensão de teste

A tensão de teste é a tensão que o testador de isolamento aplica à célula em teste. A tensão de teste apropriada varia de bateria para bateria. A tensão CC de 100 V a 200 V é geralmente aplicada em testes de resistência de isolamento de células de bateria. Recentemente, tornou-se mais comum usar uma baixa tensão, como 5 V ou 50 V.

Corrente de carregamento

A corrente de carregamento é uma consideração importante do ponto de vista da redução dos tempos de teste. A corrente de carga indica a magnitude da saída de corrente pelo testador de isolamento. Devido à sua estrutura, as células da bateria incorporam uma capacitância de camada dupla. Consequentemente, leva tempo para a tensão subir até a tensão de teste definida (devido ao tempo de carregamento da capacitância). Como correntes de carga maiores se traduzem em tempos de carga mais curtos, você pode reduzir os tempos de teste escolhendo um instrumento capaz de produzir uma corrente maior.

Função de descarga automática

Uma função de descarga automática serve para descarregar a carga acumulada na bateria. Quando a tensão de teste é aplicada, a capacitância de camada dupla da bateria acumula uma carga. Se a bateria for conectada ao equipamento de teste no próximo processo, por exemplo, enquanto ainda estiver carregada, o equipamento poderá ser danificado. Os testadores de isolamento usam o método de resistência ou o método de corrente constante para fornecer funcionalidade de descarga. Ao testar células de bateria, o método de corrente constante oferece uma descarga mais rápida, o que se traduz em tempos de teste mais curtos.

Função de verificação de contato

Se você precisar realizar testes altamente confiáveis, é importante que o instrumento escolhido forneça uma função de verificação de contato. Esta função verifica o estado de contato entre as sondas de medição e o objeto sob medição. Se as sondas de medição não estiverem em contato com o objeto, o testador pode erroneamente concluir que o objeto não está com defeito (já que o valor da resistência de isolamento será alto se nenhum contato for estabelecido).

Testadores de isolamento da Hioki

Testadores de isolamento da Hioki trabalhando por fabricantes de baterias em todo o mundo. Os seguintes modelos são usados em testes de resistência de isolamento em processos de produção de células de bateria

Modelo do produtoBT5525ST5520SM7110SM7120
Faixa de medição0.050 MΩ to
9999 MΩ		0.002 MΩ to
9990 MΩ		0.001 MΩ to
10000 PΩ		0.001 MΩ to
20000 PΩ
Tensão de teste (CC)25 V to 500 V25 V a 1000 V0,1 V a 1000,0 V0,1 V a 2000,0 V
Precisão básica±1.5％ rdg.
±2 dgt.		± 5% rdg.± 0.53% rdg.
±12 dgt.		± 0.53% rdg.
±12 dgt.
Corrente medida50 µA to 50 mA1,8 mA1,8 mA a 50 mA1,8 mA a 50 mA
Descarga automáticaDescarga de corrente constanteDescarga de corrente constanteDescarga de corrente constanteDescarga de corrente constante
Verificação de contato✔✔✔✔

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