【应用】采用Keysight自放电分析仪可实现仅需两小时即可完成锂离子电池自放电测试

时间： 2018-10-28 来源：Keysight

电池在正常使用期间消耗其存储的能量的过程叫做自放电。即使不使用电池，随着时间也会发生电荷的流失。这是电池的电极化学性质不稳定、电解液中有杂质或者电池的老化造成的。而且在温度相对较高的环境下，电池的自放电速度更快。在同一个生产过程中，同一批次的电池可能会表现出不同的自放电行为。因此，电池制造商会通过对电池自放电性能的测试来评估电池的质量，性能和安全性。

传统的自放电测试方法要耗费长达两周的时间，这使得制造商难以应对订单增加、产品融合和产量增加的问题。通常，表现出高程度自放电的电池性能比较差。这些电池必须得经过鉴定，确定问题出现的原因（例如，在材料、过程或测试上存在问题）。传统的测试方法是测量逐渐降低的开路电压，通常要花数周的时间（图1）。

图1 在生产过程中，锂离子电池的典型测试周期需要数周的时间

典型的100 kWh EV电池组里可能有8,000个标准“18650”电池（18 mm x 65 mm）。对于OEM来说，他们的订单迅速增加，并且还需要在更短的时间内完成完整的测试来满足日益紧迫的交付期限，这本无疑是一个巨大的压力。为此本文介绍一种快速进行电池自放电测试的方案。本方案具有以下要求：快速部署；测试计划易于在不同批次和不同位置进行；具有紧凑的外形，使其易于集成到可用空间中。

解决方案：

KEYSIGHT设计生产的BT2191A自放电测量（SDM）系统和BT2152A 自放电分析仪（图2）。其中，BT2152A 自放电分析仪可以直接测量大量锂电池的自放电电流，并且可以显著缩短区分电池自放电性能高低所需要的时间。结合BT2191A自放电测量系统使用能够显著缩短测量电池自放电电流所需的时间。测试表明，对于圆柱形的18650或21700电池等小型电池，只需用30分钟到2个小时便可快速测量稳定的自放电电流，具体时间取决于电池的特征。

图2 研发团队使用BT2191A系统（左），生产测试使用紧凑型BT2152A（右）

这两种解决方案都采用了Keysight新的恒电位法来测量锂离子电池的自放电（图3）。在这种配置中，自放电电流（ID）持续流过并联电阻（RSD），降低了电池有效电容上的电压。在测试设置中，BT2152A自放电分析仪保持电池电压恒定，这是通过施加和自放电电流相等的电流来实现的。这个闭环过程可以非常精确地测量电池的电流。

图3 Keysight电池自放电测试原理

测试结果：

恒电位法可在两小时内测试一批18650锂离子电池，大幅缩短测量时间。BT2152A能够同时测量多达32个电池，测试的速度得到了明显提升；同时，软件系统可使工程师立即评估连接到分析仪的电池，而不会浪费时间编写测试程序；更快的测试减少了对大型生产存储区域的需求，从长远来看，估计可能会减少80％的电池存储量成本。

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全部评论（5）

刘伟 Lv7. 资深专家 2018-11-03

不错的资料
用户89459665 Lv5. 技术专家 2018-10-28

学习
ook Lv6. 高级专家 2018-10-28

针对生产，通道数少了点。不过也能明显提升效率了。
沉浮 Lv7. 资深专家 2018-10-28

已收藏
Jimi Lv7. 资深专家 2018-10-28

厉害

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