Prueba de resistencia interna de la batería de iones de litio
¿Qué es la prueba de resistencia interna de las baterías de iones de litio?
Aunque la resistencia interna de las baterías sería idealmente cero, la resistencia interna existe debido a una variedad de factores. La resistencia interna aumenta a medida que la batería se degrada. En las líneas de producción de celdas de batería, las celdas defectuosas se detectan comparando la resistencia interna de las celdas probadas con la de las celdas de referencia en buen estado.
Cuándo probar la resistencia interna
La prueba de resistencia interna se lleva a cabo en cada proceso después de que las celdas de la batería se llenan con electrolito y se completa su ensamblaje (prueba de carga/descarga, prueba de envejecimiento, inspecciones de envío, etc.).
Cómo medir la resistencia interna
Existen dos métodos para medir la resistencia interna: el método de CA (AC-IR) y el método de CC (DC-IR). Las pruebas en las líneas de producción utilizan el método AC, que se presenta en este artículo.
Al medir la resistencia interna de una celda de batería usando el método de CA, se usa un medidor de resistencia de CA diseñado específicamente para medir niveles bajos de resistencia (es decir, un probador de batería). Los medidores de resistencia de CA aplican una señal de CA de corriente constante a la batería. Luego detectan el minúsculo voltaje generado por la corriente y calculan el valor de la resistencia.
Tenga en cuenta que los medidores de resistencia de CC no pueden medir baterías que tengan tensión o fuerza electromotriz distinta de cero.
(Más información: Diferencias de los métodos de medición de resistencia)
- Método AC (AC-IR) y método DC (DC-IR):
El método de medición varía según la configuración del equipo.
- Medidores de resistencia de CA y medidores de resistencia de CC:
El método de medición varía dependiendo de si se aplica a la batería una señal de medición de CA o CC.
- Método de 4 terminales (medición de cuatro terminales)
- Rango de medición y resolución
- Resistencia al ruido
- Frecuencia de medición
- *1: Disponible para convertir la medición de par de 4 terminales de BT4560 a la medición de 4 terminales con el enchufe de conversión.
- *2: Especificaciones especiales del rango de 3 Ω y 30 Ω
- *3: Especificación especial de 0,01 Hz a 10 kHz.
- *4: Los probadores de batería pueden medir simultáneamente tanto la resistencia interna como el voltaje de circuito abierto (OCV).
Consideraciones clave al elegir un medidor de resistencia de CA (probador de batería)
Cuando su objetivo es probar la resistencia interna de las celdas de la batería, es importante poder medir con precisión los niveles bajos de resistencia. (Cuanto más grande es una celda de batería, menor es su resistencia interna. Las celdas de batería que se usan en los vehículos suelen tener una resistencia interna inferior a 1 mΩ).
Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones al elegir un medidor de resistencia de CA (probador de batería):
Método de 4 terminales (medición de cuatro terminales)
Al medir niveles bajos de resistencia de 1 Ω o menos, la resistencia interna se mide utilizando el método de 4 terminales. La resistencia se puede medir utilizando el método de 4 terminales o el método de 2 terminales. Debido a que los valores medidos se obtuvieron utilizando el método de 2 terminales de resistencia de ruta (es decir, resistencia de cableado y resistencia de contacto), la resistencia baja no se puede medir con precisión.
(Más información: método de medición de resistencia de 4 terminales)
Voltaje detectado = Corriente aplicada × (Resistencia interna + Resistencia de contacto + Resistencia de cableado)
El valor de la resistencia se calcula a partir del voltaje detectado. El valor puede incluir componentes de exceso de resistencia.
Voltaje detectado = Corriente aplicada ×Resistencia interna
El valor de la resistencia se calcula a partir del voltaje detectado. No incluye componentes de exceso de resistencia.
Rango de medición y resolución
Para medir niveles bajos de resistencia de 1 Ω o menos, un instrumento debe proporcionar un rango de medición del orden de miliohmios, así como una resolución del orden de microohmios. Los niveles bajos de resistencia del orden de los miliohmios no se pueden medir con precisión si el rango y la resolución no son suficientes.
Resistencia al ruido
Incluso si las especificaciones de un instrumento proporcionan un buen rango de medición, resolución y precisión de medición, es posible que no sea posible medir con precisión los valores de resistencia. En algunos casos, el ruido eléctrico circundante puede hacer que los valores medidos sean inestables y evitar que el instrumento presente lecturas precisas. (Hay varias fuentes de ruido, incluidas las fuentes de alimentación o los equipos de producción).
Durante el desarrollo de instrumentos de medición, generalmente se realizan pruebas de resistencia al ruido para verificar su desempeño en ambientes ruidosos. Los productos que no se someten a tales pruebas pueden no cumplir con sus especificaciones de medición cuando se usan en líneas de producción.
Frecuencia de medición
Los medidores de resistencia de CA (probadores de batería) aplican una señal de CA de corriente constante a la batería. Esta señal AC generalmente tiene una frecuencia fija de 1 kHz, aunque algunos productos permiten variar la frecuencia. Con un diagrama de Nyquist extraído de los valores de impedancia medidos mientras se barre un rango de frecuencias, es posible segregar la resistencia interna de la batería en componentes tales como resistencia de difusión, resistencia de transferencia de carga y resistencia electrolítica. Recientemente, cada vez más fabricantes optan por realizar pruebas de resistencia interna en múltiples frecuencias para poder detectar celdas defectuosas de manera más efectiva.
Probadores de batería de Hioki
Los probadores de baterías de Hioki están trabajando en fabricantes de baterías de todo el mundo. Los siguientes modelos se utilizan en las pruebas de resistencia interna en los procesos de producción de celdas de batería.
| Modelo del Producto | BT3561A | BT3562A | BT4560 |
|---|---|---|---|
| Método de medida | 4 terminales de CA método | 4 terminales de CA método | Par de 4 terminales de CA Método 1) |
| Rango de medición/resolución | —/— | 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 | ✔ | ✔ | Certificación en Progreso |
| Frecuencia de medición | 1 kHz ±0,2 Hz | 1 kHz ±0,2 Hz | 0,10 Hz a 1050 Hz (*3) |
| Medición de voltaje de circuito abierto (OCV) (*4) | ✔ | ✔ | ✔ |
