当用HIOKI日置3561在线测量锂电池内

用HIOKI(日置)3561测量锂电池内阻

一、引言

当前，、数码相机、笔记本电脑、便携音乐播放器等电池驱动的产品，已成为我们生活里不可或造成钣金腐蚀缺的部分。作为此类产品关键零件的电池中，高能量、体积小、重量轻、没有记忆效果的锂离子电池，已成为电池界的主流。而且通过改善其特性，锂电池已经在向混合动力汽车和电动工具等新的市场进军。

但是，由于误操作和不良品等原因，印象中，锂电池存在发热、爆炸等的危险。针对提高电池的安全性，有设计性的制造性的等等方法。在此介绍电池的检测，特别是内阻测量的相关内容。

二、制造工序上的不良与电池内阻

锂电池的构造与等效电路图如下图所示。

图1 锂电池的构造

E : 产生电压、L : 电感、R1 : 液体电阻+电极板电阻、R2 :反应电阻、C : 双层电容

图2 电池的等效电路

电池在制造工序中产生的不良品 离散性的原因

电极的接触不良

由于充电产生的气体，而使电极部分的间距增加

隔离物的不良（损伤等）

电解液内的杂质

电解液的渗入离散

以上主要原因引会起电池容量的降低，另外还存在由于金属结晶（Dendrite），扎破隔离物电极引起微小短路(Micro short)造成发热、热逸散的情况。

上述的不良项目引起电池内阻变化的情况很多。因而在电池生产的检验中，内阻的测量是非常必要的。

三、内阻的测量方法

内阻的测量有以下几种方法

图3 IR损耗测量

图4 交流阻抗测量

IR损耗测量：测量电池的充电或放电的电流变化(ΔI)，一定时间后(譬如在10秒后时)再测量电池电压的变化量(ΔV)，然后通过ΔI与ΔV计算内阻。

交流阻抗测量：对电池施加交流电流，会有与电池的内阻成比例的交流电压发生(与电池电压重叠)。可用作为测量信号的交流电流与产生的交流电压求得阻抗。在电池内阻的测量中，根据一直以来的习惯，通常用1kHz的交流，来测量阻抗的有效阻抗（实部）

各种的方法的特征

IR损耗测量：

测量可包括反应电阻

可在充放电的过程中测量

必需使用电源 负载装置

测量时间长

对电池有负担

交流阻抗测量：

无需负载装置

测量包括液体电阻、电极板电阻(适用与双层电容，需要非常高频率测量的场本公司对耐磨擦实验机的1些基本知识有很深入的了解合)

测量时间短

对电池没有负担

四、微小短路的检查

在第2条中关于微小短路进行了描述，此现象会有引起发热 破裂等事故的可能性，是必须排除的故障。但是，实际检测上很困难。

通常在充放电后进行老化，测量老化之前与之后的电池电压，根据电压下降程度来进行判断。

曲折性能按ASTM D790 标准;冲击性能测试在悬臂冲击实验机上进行

图5 老化时间与电池电压的变化

即便是不良品，电池电压的降低也非常小，1天中只有数毫伏。因此，使用高精度的电压计测量，是必要的。0.01％的精度，0.1mV的分辨率的电压计，是满足要求的。因为老化需要花费1～数周，时间很长，所以各处都在研究新的检测方法。

五、测量介绍

不知不觉中，全世界的锂电池年产量已经超过10亿。年产量还在逐年递增。作为移动的中心元件，存在严格的降低成本的要求，而作为电池厂家，获得利益越来越困难。为了在其他公司的竞赛中获胜，不但要降低成本，还要求产品具有高性能与高可靠性。

为了响应可靠性的要求，将每生产组各电池的检验数据统计、计算离散数据 (统计演算)，并在交货时向客户提供数据。统计数据还可作为反馈，来改善生产线的工序。此良性循环的第一效应是提高质量及降低不合格率。如果降低了不合格率，处理不合格产品所花费的费用也变得少，因而也使降低成本成为可能。

在检测中，推进自动化也与提高品质相关。手工与目测判断难免会有一定的差错，操作者不按照流程使用测量仪器，使判断基准改变，会产生大量误判定产品。仅使用测量仪器与计算机或PLC来做出判定，从而杜绝误判定，测量数据的收集也能够简单地实现。

最近，测量器的测量速度也在提高，能以100个/秒非常高地速度进行测量。而通过使用自动化，能够大大缩短接触时间，提高生产率，并可预见地削减测量仪器设备，及其维持管理的费用。

六、HIOKI(日置)3561,3560电池内阻测试仪

为了适应电池业界的激烈竞争,日置(HIOKI)公每种电子拉力实验机都有几种方法司特别研发了一种新型的适合锂电池生产厂家使用的内阻和电压的测试仪HIOKI3561。下面简单介绍一下HIOKI3561的特点：

高精度 电阻+0.5%rdg.+5dgt电压+0.01%rdg.+3dgt.

高分辨率 电阻：0.01mΩ