Wie man Lithium-Ionen-Zellen formt und zykliert

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Ladung-Entladung, Bildung von Li-Ionen-Zellen und Testlösung
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Messung von Lithium-Ionen-Zellen mit einer skalierbaren, anpassungsfähigen Lade-Entlade-Lösung

Die Lithium-Ionen-Chemie für Elektrobatterien entwickelt sich rasch weiter und bietet größere Kapazitäten, schnellere Ladezeiten und kostengünstigere Zellen, die oft aus lokal beschafften Materialien hergestellt werden. Für die schnelle Herstellung von Zellprototypen benötigen die Hersteller eine flexible Formierungslösung. Die Formierung von Zellen erfordert einen mehrstufigen Lade-Entlade-Prozess, bei dem eine hochwertige SEI-Schicht (Solid Electrolyte Interphase) entsteht. Ein Formationsplan umfasst viele Zyklen mit unterschiedlichen Zeiten und Ladeströmen.

Sobald sich eine Zelle gebildet hat, wird ihre Leistung durch verschiedene Tests charakterisiert und ihre Zykluslebensdauer bestimmt. Die Zykluslebensdauer hängt von der Ladegeschwindigkeit, der Ladetiefe und der Umgebungstemperatur ab. Die Zykluslebensdauer einer Zelle vollständig zu verstehen, ist ein zeitaufwändiger Prozess, der es den Erstausrüstern jedoch ermöglicht, kritische Kompromisse zwischen Leistung und Langlebigkeit zu schließen. Eine Zellzykluslösung muss sich schnell an neue chemische Systeme und Hochleistungszellen anpassen. Außerdem muss sie skalierbar sein, um steigende Zellvolumina zu bewältigen.

Bildung einer Lithium-Ionen-Zelle und Zykluslösung

Die Formierung von Lithium-Ionen-Zellen erfordert eine hoch skalierbare, anpassungsfähige Lade-Entlade-Lösung. Das Lade-Entlade-System von Keysight deckt die Anforderungen bei der Formierung und Prüfung in der Li-Ionen-Zellenfertigung ab. Das modulare Design der Lade-Entlade-Plattform unterstützt Zellen, die maximale Ströme von ± 6 A bis ± 800 A erfordern, mit bis zu 256 Zellen oder Kanälen pro Chassis. Sie kann kleine Selbstentladungsströme mit einer Unsicherheit von ± (0,30% + 250 nA) präzise messen. Darüber hinaus gleicht die Lade-Entlade-Plattform die an die Zelle angelegte Spannung schnell an (± 1,25 μV), wodurch neue Lade- oder Entladevorgänge sowie unerwünschte Ausgleichsströme minimiert werden, die andernfalls den zu messenden Selbstentladungsstrom überdecken könnten. Die Lösung ermöglicht Ihnen die schnelle Bereitstellung unterschiedlicher Kanal Konfigurationen, wenn sich Ihre Zellenanforderungen ändern und die Kapazitäten steigen. Die Rückspeisung verbessert die Effizienz und senkt die Betriebskosten.
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