Kiểm tra điện trở bên trong pin Lithium-ion
Thử nghiệm nội trở của pin lithium-ion là gì?
Mặc dù lý tưởng nhất nội trở của pin sẽ bằng không, nhưng nội trở vẫn tồn tại do nhiều yếu tố. Điện trở trong tăng lên khi pin xuống cấp. Trên dây chuyền sản xuất tế bào pin, các tế bào bị lỗi được phát hiện bằng cách so sánh nội trở của các tế bào được thử nghiệm với điện trở của các tế bào tham chiếu tốt đã biết.
Khi nào cần kiểm tra nội trở
Kiểm tra điện trở bên trong được thực hiện ở mỗi quy trình sau khi các tế bào pin được đổ đầy chất điện phân và quá trình lắp ráp hoàn thành (kiểm tra sạc / xả, kiểm tra lão hóa, kiểm tra vận chuyển, v.v.).
Cách đo nội trở
Có hai phương pháp để đo nội trở: phương pháp AC (AC-IR) và phương pháp DC (DC-IR). Thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất sử dụng phương pháp điện xoay chiều mà bài viết này giới thiệu.
Khi đo điện nội trở của pin bằng phương pháp AC, máy đo điện trở AC được thiết kế đặc biệt để đo các mức điện trở thấp (tức là máy kiểm tra pin) được sử dụng. Đồng hồ đo điện trở AC áp dụng tín hiệu dòng điện AC không đổi cho pin. Sau đó, họ phát hiện điện áp cực nhỏ được tạo ra bởi dòng điện được áp dụng và tính toán giá trị điện trở.
Lưu ý rằng đồng hồ đo điện trở DC không thể đo pin có điện áp hoặc sức điện động khác 0.
(Tìm hiểu thêm: Sự khác biệt của các phương pháp đo điện trở)
- Phương pháp AC (AC-IR) và phương pháp DC (DC-IR):
Phương pháp đo khác nhau tùy thuộc vào cấu hình thiết bị.
- Máy đo điện trở AC và máy đo điện trở DC:
Phương pháp đo khác nhau tùy thuộc vào việc áp dụng tín hiệu đo AC hoặc DC vào pin.
- Phương pháp 4 đầu cuối (Phép đo bốn đầu cuối)
- Phạm vi đo lường và độ phân giải
- Chống ồn
- Tần số đo
- * 1: Có sẵn để chuyển đổi phép đo cặp 4 đầu của BT4560 thành phép đo 4 đầu bằng phích cắm chuyển đổi.
- * 2: Thông số kỹ thuật đặc biệt của dải 3 Ω và 30 Ω
- * 3: Thông số kỹ thuật đặc biệt từ 0,01 Hz đến 10 kHz.
- *4: Máy kiểm tra pin có thể đo đồng thời cả nội trở và điện áp mạch hở (OCV).
Những lưu ý chính khi chọn máy đo điện trở AC (máy kiểm tra pin)
Khi mục tiêu của bạn là kiểm tra nội trở của các tế bào pin, điều quan trọng là có thể đo chính xác các mức điện trở thấp. (Pin pin càng lớn thì nội trở của nó càng thấp. Pin được sử dụng trong xe thường có nội trở nhỏ hơn 1 mΩ.)
Những cân nhắc sau đây cần được tính đến khi chọn máy đo điện trở AC (máy kiểm tra pin):
Phương pháp 4 đầu cuối (Phép đo bốn đầu cuối)
Khi đo các mức điện trở thấp từ 1 Ω trở xuống, nội trở được đo bằng phương pháp 4 cực. Điện trở có thể được đo bằng phương pháp 4 cực hoặc phương pháp 2 cực. Vì các giá trị đo thu được bằng phương pháp 2 cực bao gồm điện trở đường dẫn (nghĩa là điện trở dây và điện trở tiếp xúc), nên không thể đo chính xác điện trở thấp.
(Tìm hiểu thêm: Phương pháp đo điện trở 4 cực)
Điện áp được phát hiện = dòng điện áp dụng × (Kháng nội bộ + Tiếp xúc kháng + Điện trở dây)
Giá trị điện trở được tính toán từ điện áp được phát hiện. Giá trị có thể bao gồm các thành phần điện trở vượt quá.
Điện áp được phát hiện = dòng điện áp dụng ×Kháng nội bộ
Giá trị điện trở được tính toán từ điện áp được phát hiện. Nó không bao gồm bất kỳ thành phần điện trở dư thừa nào.
Phạm vi đo lường và độ phân giải
Để đo các mức điện trở thấp từ 1 Ω trở xuống, một thiết bị cần cung cấp dải đo thứ tự miliohm cũng như độ phân giải theo thứ tự microohm. Không thể đo chính xác các mức điện trở thấp theo miliohms nếu phạm vi và độ phân giải không đủ.
Chống ồn
Ngay cả khi thông số kỹ thuật của thiết bị cung cấp phạm vi đo, độ phân giải và Độ chính xác của phép đo tốt, thì có thể không đo được chính xác các giá trị điện trở. Trong một số trường hợp, nhiễu điện xung quanh có thể làm cho các giá trị đo được không ổn định và khiến thiết bị không hiển thị kết quả chính xác. (Có nhiều nguồn tiếng ồn khác nhau, bao gồm nguồn điện hoặc thiết bị sản xuất.)
Trong quá trình phát triển các thiết bị đo lường, các bài kiểm tra khả năng chống ồn thường được thực hiện để xác minh hiệu suất của chúng trong môi trường ồn ào. Sản phẩm không được thử nghiệm như vậy có thể không đáp ứng các thông số đo lường của chúng khi được sử dụng trên dây chuyền sản xuất.
Tần số đo
Máy đo điện trở AC (máy kiểm tra pin) áp dụng tín hiệu AC dòng điện không đổi cho pin. Tín hiệu AC này thường có tần số cố định là 1 kHz, mặc dù một số sản phẩm cho phép tần số thay đổi. Với biểu đồ Nyquist được rút ra từ các giá trị trở kháng được đo trong khi quét qua một dải tần số, có thể tách nội trở của pin thành các thành phần như điện trở khuếch tán, điện trở truyền điện và điện trở điện phân. Gần đây, ngày càng có nhiều nhà sản xuất chọn thực hiện thử nghiệm nội trở ở nhiều tần số để họ có thể phát hiện các tế bào bị lỗi hiệu quả hơn.
Máy kiểm tra pin từ Hioki
Các chuyên gia kiểm tra pin của Hioki đang làm việc tại các nhà sản xuất pin trên thế giới. Các mẫu sau đây được sử dụng để kiểm tra nội trở trong quy trình sản xuất tế bào pin.
| Dòng sản phẩm | BT3561A | BT3562A | BT4560 |
|---|---|---|---|
| Phương pháp đo | AC 4-đầu cuối phương pháp | AC 4-đầu cuối phương pháp | AC 4-đầu cuối cặp phương thức (* 1) |
| Dải đo / độ phân giải | —/— | 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 | ✔ | ✔ | Chứng nhận trong tiến triển |
| Tần số đo | 1 kHz ± 0,2 Hz | 1 kHz ± 0,2 Hz | 0,10 Hz đến 1050 Hz (* 3) |
| Đo điện áp mạch hở (OCV) (* 4) | ✔ | ✔ | ✔ |
