電池——作為能源存儲(chǔ)的基礎(chǔ)單位,在各大領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用的同時(shí),電池安全也成為懸在行業(yè)頭頂?shù)倪_(dá)摩克利之劍,亟待解決。
其中鋰電池已經(jīng)逐步從原來的鉛酸電池中進(jìn)行了過度,但能源的高密度也帶來了風(fēng)險(xiǎn)。因此,對(duì)鋰電池狀態(tài)監(jiān)測的電池檢測設(shè)備的重要性逐步凸顯。
當(dāng)前,鋰電池從電芯生產(chǎn)到電池組銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)均有對(duì)電池檢測的需求,如電芯生產(chǎn)廠家的分容測試篩選需求、電池組裝廠的進(jìn)料檢驗(yàn)測試、故障電池分析需求、鋰電池售后檢測需求等。
電池測試過程中,測量電壓和溫度一度被看作電池測試判斷的標(biāo)準(zhǔn)之一,但真正能夠有效體現(xiàn)電池狀態(tài)的參數(shù)實(shí)則是內(nèi)阻。
一節(jié)正常的鋰電池通常要經(jīng)歷正常、劣化、報(bào)廢三個(gè)階段。隨著電池容量逐步降低,電池內(nèi)阻在劣化階段就會(huì)出現(xiàn)變化,而電池電壓只能在電池報(bào)廢時(shí)能夠顯示出來。
也正是如此,可提前鎖定隱患電池,監(jiān)測電池內(nèi)阻表現(xiàn)的電池內(nèi)阻測試儀應(yīng)運(yùn)而生。作為檢測工具,手持式的電池內(nèi)阻測試儀器因測試方式專業(yè)、具備高精度和高重復(fù)性等優(yōu)勢,被業(yè)內(nèi)廣泛使用,解決生產(chǎn)、工程項(xiàng)目及電池維修等不同領(lǐng)域的問題。
福祿克電池測試儀BT系列
以福祿克電池測試儀BT系列為代表,手持式的電池內(nèi)阻測試儀器具備以下三大優(yōu)勢:
1、專業(yè)電池測試方式
以福祿克的BT系列電池測試儀為例,其使用的電池內(nèi)阻測試方法是交流注入法。
1959年,E. Willihnganz和Peter Rohner提出,電池由于其電化學(xué)的特性,其簡化模型既包含阻性成分又包含感性成分。
交流注入法顧名思義,向電池注入1000Hz的交流小電流,測試電壓變化并通過歐姆定律計(jì)算而得。
該種方法不僅可以在電池在線正常工作時(shí)進(jìn)行測試,相較放電測試更簡便;還可規(guī)避傳統(tǒng)歐姆定律——電壓除以電流得到電阻這樣,把電池當(dāng)純電阻的問題。
2、高精度與高重復(fù)性
電池實(shí)際內(nèi)阻其實(shí)非常小,在mΩ級(jí)別,會(huì)受到測試者的力度與角度的影響,因此精度與重復(fù)性十分關(guān)鍵。
而福祿克的BT系列電池測試儀對(duì)內(nèi)阻的精度可以達(dá)到1μΩ(0.001mΩ),誤差最小可以達(dá)0.8%。
不僅如此,表筆還采用了“彈簧表針”的設(shè)計(jì)方案。只有內(nèi)外圈同時(shí)有效接觸電池極端時(shí),才可進(jìn)行測試讀數(shù)。同軸彈簧式設(shè)計(jì),最大限度減少接觸阻抗影響。
3、高效的輔助軟件
好的軟件系統(tǒng)可以讓測試工作事半功倍。在福祿克BT系列當(dāng)中BT510為例,其包含兩種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式——連續(xù)記錄&序列模式。
連續(xù)記錄即正常的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),測一個(gè)存一個(gè),可以記錄電壓、內(nèi)阻等數(shù)據(jù)。而序列模式,即可以編輯序列。例如在儲(chǔ)能電站中,一個(gè)集裝箱共有20簇電池柜,每簇32個(gè)電池包。于是可以把1簇編輯成1個(gè)序列,每個(gè)序列需要測試32節(jié)電池包。
如圖所示,測試參數(shù)下方出現(xiàn)了1行小方塊,每當(dāng)1節(jié)電池測試結(jié)束,方塊便會(huì)變成黑色方塊,并自動(dòng)切換到下個(gè)白色方塊上。同時(shí),還會(huì)顯示當(dāng)前序列的平均內(nèi)阻與電壓,可以用于了解概況。后續(xù)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦,柱狀圖可更加直觀找到劣化電池。