Pengujian Resistansi Internal Baterai Lithium-ion
Apa yang dimaksud dengan pengujian resistansi internal baterai lithium-ion?
Meskipun resistansi internal baterai idealnya nol, resistansi internal ada karena berbagai faktor. Resistansi internal meningkat saat baterai menurun. Pada jalur produksi sel baterai, sel yang rusak dideteksi dengan membandingkan resistansi internal sel yang diuji dengan sel referensi yang diketahui baik.
Kapan harus menguji resistansi internal
Pengujian resistansi internal dilakukan pada setiap proses setelah sel baterai diisi dengan elektrolit dan perakitannya selesai (pengujian pengisian/pengosongan, pengujian penuaan, inspeksi pengiriman, dll.).
Bagaimana mengukur resistansi internal
Ada dua metode untuk mengukur resistansi internal: metode AC (AC-IR) dan metode DC (DC-IR). Pengujian pada jalur produksi menggunakan metode AC, yang diperkenalkan oleh artikel ini.
Saat mengukur resistansi internal sel baterai menggunakan metode AC, pengukur resistansi AC yang dirancang khusus untuk mengukur level resistansi rendah (yaitu, tester baterai) digunakan. Pengukur resistansi AC menerapkan sinyal AC arus konstan ke baterai. Mereka kemudian mendeteksi tegangan sangat kecil yang dihasilkan oleh arus yang diterapkan dan menghitung nilai resistansi.
Perhatikan bahwa pengukur resistansi DC tidak dapat mengukur baterai, yang memiliki tegangan atau gaya gerak listrik bukan nol.
(Pelajari lebih lanjut: Perbedaan Metode Pengukuran Resistansi)
- Metode AC (AC-IR) dan metode DC (DC-IR):
Metode pengukuran bervariasi tergantung pada konfigurasi peralatan.
- Pengukur resistansi AC dan meter resistansi DC:
Metode pengukuran bervariasi tergantung pada apakah sinyal pengukuran AC atau DC diterapkan ke baterai.
- Metode 4 terminal (Pengukuran empat terminal)
- Rentang pengukuran dan resolusi
- Ketahanan kebisingan
- Frekuensi pengukuran
- *1: Tersedia untuk mengonversi pengukuran pasangan 4-terminal BT4560 ke pengukuran 4-terminal dengan steker konversi.
- *2: Spesifikasi khusus kisaran 3 dan 30
- *3: Spesifikasi khusus 0,01 Hz hingga 10 kHz.
- *4: Penguji baterai dapat mengukur resistansi internal dan tegangan rangkaian terbuka (OCV) secara bersamaan.
Pertimbangan utama saat memilih pengukur resistansi AC (penguji baterai)
Ketika tujuan Anda adalah menguji resistansi internal sel baterai, penting untuk dapat mengukur level resistansi rendah secara akurat. (Semakin besar sel baterai, semakin rendah resistansi internalnya. Sel baterai yang digunakan pada kendaraan biasanya memiliki resistansi internal kurang dari 1 mΩ.)
Pertimbangan berikut harus dipertimbangkan saat memilih pengukur resistansi AC (penguji baterai):
Metode 4 terminal (Pengukuran empat terminal)
Saat mengukur tingkat resistansi rendah 1 atau kurang, resistansi internal diukur menggunakan metode 4 terminal. Resistansi dapat diukur dengan menggunakan metode 4 terminal atau metode 2 terminal. Karena nilai terukur yang diperoleh dengan menggunakan metode 2-terminal termasuk resistansi jalur (yaitu resistansi kabel dan resistansi kontak), resistansi rendah tidak dapat diukur secara akurat.
(Pelajari lebih lanjut: Metode pengukuran resistansi 4 terminal)
Tegangan yang terdeteksi = Arus yang diterapkan × (Resistansi internal + Resistensi kontak + Resistansi kabel)
Nilai resistansi dihitung dari tegangan yang terdeteksi. Nilainya dapat mencakup komponen resistansi berlebih.
Tegangan yang terdeteksi = Arus yang diterapkan ×Resistansi internal
Nilai resistansi dihitung dari tegangan yang terdeteksi. Itu tidak termasuk komponen resistensi berlebih.
Rentang pengukuran dan resolusi
Untuk mengukur tingkat resistansi rendah 1 atau kurang, instrumen perlu menyediakan rentang pengukuran orde miliohm serta resolusi orde mikroohm. Tingkat resistansi rendah pada urutan miliohm tidak dapat diukur secara akurat jika rentang dan resolusi tidak cukup.
Ketahanan kebisingan
Meskipun spesifikasi instrumen memberikan rentang pengukuran, resolusi, dan akurasi pengukuran yang baik, pengukuran nilai resistansi mungkin tidak dapat dilakukan secara akurat. Dalam beberapa kasus, kebisingan listrik di sekitarnya dapat membuat nilai terukur tidak stabil dan mencegah instrumen menyajikan pembacaan yang tepat. (Ada berbagai sumber kebisingan, termasuk catu daya atau peralatan produksi.)
Selama pengembangan instrumen pengukuran, tes ketahanan kebisingan umumnya dilakukan untuk memverifikasi kinerjanya di lingkungan yang bising. Produk yang tidak menjalani pengujian tersebut mungkin tidak memenuhi spesifikasi pengukurannya saat digunakan pada jalur produksi.
Frekuensi pengukuran
Pengukur resistansi AC (penguji baterai) menerapkan sinyal AC arus konstan ke baterai. Sinyal AC ini umumnya memiliki frekuensi tetap 1 kHz, meskipun beberapa produk memungkinkan frekuensinya bervariasi. Dengan plot Nyquist yang diambil dari nilai impedansi yang diukur saat menyapu rentang frekuensi, dimungkinkan untuk memisahkan resistansi internal baterai menjadi komponen seperti resistansi difusi, resistansi resistansi transfer muatan, dan resistansi elektrolit. Baru-baru ini, semakin banyak produsen yang memilih untuk melakukan pengujian resistansi internal pada beberapa frekuensi sehingga mereka dapat mendeteksi sel yang rusak dengan lebih efektif.
Penguji baterai dari Hioki
Penguji baterai Hioki bekerja di pabrikan baterai di seluruh dunia. Model berikut digunakan dalam pengujian resistansi internal dalam proses produksi sel baterai.
| Model produk | BT3561A | BT3562A | BT4560 |
|---|---|---|---|
| Metode Pengukuran | AC 4 terminal metode | AC 4 terminal metode | Pasangan AC 4 terminal metode (*1) |
| Rentang pengukuran/resolusi | —/— | 3.1000 mΩ/ 0,1 | 3.6000 mΩ/ 0,1 |
| 31.000 mΩ/ 1 | 31.000 mΩ/ 1 | 12.0000 m/ 0,1 | |
| 310,00 mΩ/ 10 | 310,00 mΩ/ 10 | 120.000 mΩ/ 1 | |
| 3.1000 / 100 | 3.1000 / 100 | —/— (*2) | |
| 31.000 / 1 m | 31.000 / 1 m | —/— (*2) | |
| 310.00 / 10 m | 310.00 / 10 m | —/— | |
| 3.1000 kΩ/ 100 m | 3.1000 kΩ/ 100 m | —/— | |
| CE | ✔ | ✔ | ✔ |
| CSA | ✔ | ✔ | Sertifikasi di kemajuan |
| Frekuensi pengukuran | 1 kHz ± 0,2 Hz | 1 kHz ± 0,2 Hz | 0,10 Hz hingga 1050 Hz (*3) |
| Pengukuran tegangan rangkaian terbuka (OCV) (*4) | ✔ | ✔ | ✔ |
