Teste de resistência interna da bateria de íon de lítio
O que é o teste de resistência interna de baterias de íons de lítio?
Embora a resistência interna das baterias seja idealmente zero, a resistência interna existe devido a uma variedade de fatores. A resistência interna aumenta à medida que a bateria se degrada. Nas linhas de produção de células de bateria, as células defeituosas são detectadas comparando a resistência interna das células testadas com a das células de referência em bom estado.
Quando testar a resistência interna
O teste de resistência interna é realizado em cada processo após as células da bateria serem preenchidas com eletrólito e sua montagem concluída (teste de carga/descarga, teste de envelhecimento, inspeções de envio, etc.).
Como medir a resistência interna
Existem dois métodos para medir a resistência interna: o método AC (AC-IR) e o método DC (DC-IR). O teste em linhas de produção usa o método AC, que é apresentado neste artigo.
Ao medir a resistência interna de uma célula de bateria usando o método CA, é usado um medidor de resistência CA projetado especificamente para medir níveis de baixa resistência (ou seja, um testador de bateria). Os medidores de resistência CA aplicam um sinal CA de corrente constante à bateria. Eles então detectam a minúscula tensão gerada pela corrente e calculam o valor da resistência.
Observe que os medidores de resistência CC não podem medir baterias, que têm tensão ou força eletromotriz diferente de zero.
(Saiba mais: Diferenças dos métodos de medição de resistência)
- Método AC (AC-IR) e método DC (DC-IR):
O método de medição varia de acordo com a configuração do equipamento.
- Medidores de resistência AC e medidores de resistência DC:
O método de medição varia dependendo se um sinal de medição CA ou CC é aplicado à bateria.
- Método de 4 terminais (medição de quatro terminais)
- Faixa de medição e resolução
- Resistência ao ruído
- Frequência de medição
- *1: Disponível para converter a medição de par de 4 terminais do BT4560 para medição de 4 terminais com o plugue de conversão.
- *2: Especificações especiais da faixa de 3 Ω e 30 Ω
- *3: Especificação especial de 0,01 Hz a 10 kHz.
- *4: Os testadores de bateria podem medir simultaneamente a resistência interna e a tensão de circuito aberto (OCV).
Principais considerações ao escolher um medidor de resistência CA (testador de bateria)
Quando seu objetivo é testar a resistência interna das células da bateria, é importante poder medir com precisão os baixos níveis de resistência. (Quanto maior uma célula de bateria, menor sua resistência interna. As células de bateria usadas em veículos normalmente têm uma resistência interna inferior a 1 mΩ.)
As seguintes considerações devem ser levadas em consideração ao escolher um medidor de resistência CA (testador de bateria):
Método de 4 terminais (medição de quatro terminais)
Ao medir níveis de resistência baixos de 1 Ω ou menos, a resistência interna é medida usando o método de 4 terminais. A resistência pode ser medida usando o método de 4 terminais ou o método de 2 terminais. Como os valores medidos são obtidos usando o método de resistência de caminho de 2 terminais (ou seja, resistência de fiação e resistência de contato), a baixa resistência não pode ser medida com precisão.
(Saiba mais: método de medição de resistência de 4 terminais)
Tensão detectada = Corrente aplicada × (Resistencia interna + Contato de resistência + Resistência da fiação)
O valor da resistência é calculado a partir da tensão detectada. O valor pode incluir componentes de resistência em excesso.
Tensão detectada = Corrente aplicada ×Resistencia interna
O valor da resistência é calculado a partir da tensão detectada. Não inclui quaisquer componentes de resistência em excesso.
Faixa de medição e resolução
Para medir baixos níveis de resistência de 1 Ω ou menos, um instrumento precisa fornecer uma faixa de medição de ordem de miliohm, bem como resolução de ordem de microohm. Baixos níveis de resistência na ordem de miliohms não podem ser medidos com precisão se o alcance e a resolução não forem suficientes.
Resistência ao ruído
Mesmo que as especificações de um instrumento forneçam uma boa faixa de medição, resolução e precisão de medição, pode não ser possível medir com precisão os valores de resistência. Em alguns casos, o ruído elétrico ao redor pode tornar os valores medidos instáveis e impedir que o instrumento apresente leituras precisas. (Existem várias fontes de ruído, incluindo fontes de alimentação ou equipamentos de produção.)
Durante o desenvolvimento de instrumentos de medição, geralmente são realizados testes de resistência ao ruído para verificar seu desempenho em ambientes ruidosos. Os produtos não submetidos a tais testes podem não atender às suas especificações de medição quando usados em linhas de produção.
Frequência de medição
Medidores de resistência CA (testadores de bateria) aplicam um sinal CA de corrente constante à bateria. Este sinal AC geralmente tem uma frequência fixa de 1 kHz, embora alguns produtos permitam variar a frequência. Com um gráfico de Nyquist desenhado a partir dos valores de impedância medidos ao varrer uma faixa de frequências, é possível segregar a resistência interna da bateria em componentes como resistência à difusão, resistência à transferência de carga e resistência eletrolítica. Recentemente, mais e mais fabricantes estão optando por realizar testes de resistência interna em várias frequências para que possam detectar células defeituosas com mais eficácia.
Testadores de bateria da Hioki
Os testadores de bateria da Hioki estão trabalhando em fabricantes de baterias em todo o mundo. Os seguintes modelos são usados em testes de resistência interna em processos de produção de células de bateria.
| Modelo do produto | BT3561A | BT3562A | BT4560 |
|---|---|---|---|
| Método de medição | AC 4 terminais método | AC 4 terminais método | par de 4 terminais AC Método 1) |
| Faixa de medição/resolução | —/— | 3,1000 mΩ/ 0,1 μΩ | 3,6000 mΩ/ 0,1 μΩ |
| 31.000 mΩ/ 1 μΩ | 31.000 mΩ/ 1 μΩ | 12,0000 mΩ/ 0,1 μΩ | |
| 310,00 mΩ/ 10 μΩ | 310,00 mΩ/ 10 μΩ | 120.000 mΩ/ 1 μΩ | |
| 3,1000 Ω/ 100 μΩ | 3,1000 Ω/ 100 μΩ | —/— (*2) | |
| 31.000 Ω/ 1 mΩ | 31.000 Ω/ 1 mΩ | —/— (*2) | |
| 310,00 Ω/ 10 mΩ | 310,00 Ω/ 10 mΩ | —/— | |
| 3,1000 kΩ/ 100 mΩ | 3,1000 kΩ/ 100 mΩ | —/— | |
| CE | ✔ | ✔ | ✔ |
| CSA | ✔ | ✔ | Certificação em progresso |
| Frequência de medição | 1 kHz ±0,2 Hz | 1 kHz ±0,2 Hz | 0,10 Hz a 1050 Hz (*3) |
| Medição de tensão de circuito aberto (OCV) (*4) | ✔ | ✔ | ✔ |
