用HIOKI(日置)3561電池測(cè)試儀在線測(cè)量鋰電池內(nèi)阻
 
 
 　　當(dāng)前，手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、便攜音樂播放器等電池驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品，已成為我們生活里不可或缺的部分。作為此類產(chǎn)品關(guān)鍵零件的電池中，高能量、體積小、重量輕、沒有記憶效果的鋰離子電池，已成為電池界的主流。而且通過改善其特性，鋰電池已經(jīng)在向混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)工具等新的市場(chǎng)進(jìn)軍。
 　　但是，由于誤操作和**品等原因，印象中，鋰電池存在發(fā)熱、爆炸等的危險(xiǎn)。針對(duì)提高電池的**性，有設(shè)計(jì)性的制造性的等等方法。在此介紹電池在線的檢測(cè)，特別是內(nèi)阻測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容。
 二、電池測(cè)試儀制造工序上的**與電池內(nèi)阻
 鋰電池的構(gòu)造與等效電路圖如下圖所示。
 圖1 鋰電池的構(gòu)E : 產(chǎn)生電壓、L : 電感、R1 : 液體電阻+電極板電阻、R2 :反應(yīng)電阻、C : 雙層電容
 圖2 電池的等效電路
 電池在制造工序中產(chǎn)生的**品?離散性的原因
 電極的接觸**
 由于充電產(chǎn)生的氣體，而使電極部分的間距增加
 隔離物的**（損傷等）
 電解液內(nèi)的雜質(zhì)
 電解液的滲入離散
 　　以上主要原因引會(huì)起電池容量的降低，另外還存在由于金屬結(jié)晶（Dendrite），扎破隔離物電極引起微小短路(Microshort)造成發(fā)熱、熱逸散的情況。
 　　上述的**項(xiàng)目引起電池內(nèi)阻變化的情況很多。因而在電池生產(chǎn)的檢驗(yàn)中，內(nèi)阻的測(cè)量是非常必要的。
 三、電池測(cè)試儀測(cè)量?jī)?nèi)阻的方法
 內(nèi)阻的測(cè)量有以下幾種方法
 圖3 IR損耗測(cè)量
 圖4 交流阻抗測(cè)量
 　　IR損耗測(cè)量：測(cè)量電池的充電或放電的電流變化(ΔI)，一定時(shí)間后(譬如在10秒后時(shí))再測(cè)量電池電壓的變化量(ΔV)，然后通過ΔI與ΔV計(jì)算內(nèi)阻。
 　　交流阻抗測(cè)量：對(duì)電池施加交流電流，會(huì)有與電池的內(nèi)阻成比例的交流電壓發(fā)生(與電池電壓重疊)?？捎米鳛闇y(cè)量信號(hào)的交流電流與產(chǎn)生的交流電壓求得阻抗。在電池內(nèi)阻的測(cè)量中，根據(jù)一直以來的習(xí)慣，通常用1kHz的交流，來測(cè)量阻抗的有效阻抗（實(shí)部）
 各種的方法的特征
 IR損耗測(cè)量：
 測(cè)量可包括反應(yīng)電阻
 可在充放電的過程中測(cè)量
 必需使用電源?負(fù)載裝置
 測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)
 對(duì)電池有負(fù)擔(dān)
 交流阻抗測(cè)量：
 無需負(fù)載裝置
 測(cè)量包括液體電阻、電極板電阻(適用與雙層電容，需要非常高頻率測(cè)量的場(chǎng)合)
 測(cè)量時(shí)間短
 對(duì)電池沒有負(fù)擔(dān)
 四、微小短路的檢查
 　　在第2條中關(guān)于微小短路進(jìn)行了描述，此現(xiàn)象會(huì)有引起發(fā)熱?破裂等事故的可能性，是必須排除的故障。但是，實(shí)際檢測(cè)上很困難。
 　　通常在充放電后進(jìn)行老化，測(cè)量老化之前與之后的電池電壓，根據(jù)電壓下降程度來進(jìn)行判斷。
 圖5　老化時(shí)間與電池電壓的變化
 　　即便是**品，電池電壓的降低也非常小，1天中只有數(shù)毫伏。因此，使用高精度的電壓計(jì)測(cè)量，是必要的。0.01％的精度，0.1mV的分辨率的電壓計(jì)，是滿足要求的。因?yàn)槔匣枰ㄙM(fèi)1～數(shù)周，時(shí)間很長(zhǎng)，所以各處都在研究新的檢測(cè)方法。
 五、在線測(cè)量介紹
 　　不知不覺中，全世界的鋰電池年產(chǎn)量已經(jīng)超過10億。年產(chǎn)量還在逐年遞增。作為移動(dòng)電話的中心元件，存在嚴(yán)格的降低成本的要求，而作為電池廠家，獲得利益越來越困難。為了在其他公司的競(jìng)賽中獲勝，不但要降低成本，還要求產(chǎn)品具有高性能與高可靠性。
 　　為了響應(yīng)可靠性的要求，將每生產(chǎn)組各電池的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算離散數(shù)據(jù)(統(tǒng)計(jì)演算)，并在交貨時(shí)向客戶提供數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還可作為反饋，來改善生產(chǎn)線的工序。此良性循環(huán)的**效應(yīng)是提高質(zhì)量及降低不合格率。如果降低了不合格率，處理不合格產(chǎn)品所花費(fèi)的費(fèi)用也變得少，因而也使降低成本成為可能。
 　　在檢測(cè)中，推進(jìn)自動(dòng)化也與提高品質(zhì)相關(guān)。手工與目測(cè)判斷難免會(huì)有一定的差錯(cuò)，操作者不按照流程使用測(cè)量?jī)x器，使判斷基準(zhǔn)改變，會(huì)產(chǎn)生大量誤判定產(chǎn)品。僅使用測(cè)量?jī)x器與計(jì)算機(jī)或PLC來做出判定，從而杜絕誤判定，測(cè)量數(shù)據(jù)的收集也能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
 *近，測(cè)量器的測(cè)量速度也在提高，能以100個(gè)/秒非常高地速度進(jìn)行測(cè)量。而通過使用自動(dòng)化，能夠大大縮短接觸時(shí)間，提高生產(chǎn)率，并可預(yù)見地削減測(cè)量?jī)x器設(shè)備，及其維持管理的費(fèi)用。
 六、HIOKI(日置)3561,3560電池內(nèi)阻測(cè)試儀
 　　為了適應(yīng)電池業(yè)界的激烈競(jìng)爭(zhēng),日置(HIOKI)公司特別研發(fā)了一種新型的適合鋰電池生產(chǎn)廠家使用的內(nèi)阻和電壓的測(cè)試儀HIOKI3561電池測(cè)試儀。下面簡(jiǎn)單介紹一下HIOKI 3561電池測(cè)試儀的特點(diǎn)：
 高精度 電阻+0.5%rdg.+5dgt電壓+0.01%rdg.+3dgt.
 高分辨率 電阻：0.01mΩ( 300mΩ量程) 電壓：0.1mV（20V量程）
 高速 10ms內(nèi)同時(shí)測(cè)量?jī)?nèi)阻和電壓（每秒可測(cè)100個(gè)電池）
 *大可以統(tǒng)計(jì)30000個(gè)數(shù)據(jù)，有利于工程管理、品質(zhì)管理
 通過以上指標(biāo)可以看出HIOKI3561是一款非常適合鋰電池品質(zhì)檢測(cè)的儀器。