Como reduzir o tempo do teste de autodescarga de baterias de íon-lítio

+ Analisador de autodescarga de bateria

Acelerar as medições da corrente de autodescarga

Para reduzir o tempo do teste de autodescarga das células de íon-lítio, é necessário medir diretamente a taxa de perda de carga, em vez de esperar que essa perda produza uma variação suficientemente grande na tensão da célula. O método tradicional de tensão em circuito aberto (OCV) delta monitora a diminuição da OCV de uma célula enquanto ela permanece desconectada de uma carga. Como as células de íon-lítio apresentam autodescarga relativamente baixa e sua tensão varia muito pouco em grande parte da faixa do estado de carga (SOC), a diminuição de tensão resultante é pequena. A medição potenciostática da corrente de autodescarga, por outro lado, utiliza uma fonte de corrente contínua estável e de baixo ruído, ajustada para corresponder à OCV da célula. A fonte é conectada à célula por meio de um microamperímetro e mantém a célula em tensão e SOC essencialmente constantes. À medida que a célula continua a se autodescarregar, a fonte externa fornece progressivamente a corrente necessária para repor a carga perdida internamente. Quando a fonte e a célula atingem o equilíbrio, a corrente fornecida externamente corresponde diretamente à corrente de autodescarga. Essa medição potenciostática transforma a grandeza observável no teste de uma diferença de tensão que se acumula lentamente em corrente, representando a perda de carga por unidade de tempo. Para reduzir o tempo dos testes de autodescarga da bateria, também é necessário minimizar os mecanismos de estabilização elétricos e relacionados à célula.

A fonte de corrente contínua aplicada deve corresponder rigorosamente à tensão em circuito aberto (OCV) da célula antes da conexão, pois qualquer discrepância de tensão altera a carga na célula e aumenta o tempo necessário para retornar ao equilíbrio. A fonte deve, então, permanecer estável no nível de microvolts para que a deriva de tensão não gere flutuações adicionais de corrente. A preparação da célula é igualmente importante. O carregamento ou a descarga criam um gradiente de carga dentro da célula, e a redistribuição subsequente da carga produz uma corrente que decai à medida que a distribuição interna de carga retorna ao equilíbrio. Tensões termoelétricas nas conexões entre metais diferentes podem introduzir erros adicionais se os dois terminais da célula estiverem em temperaturas diferentes. O estado de carga (SOC) também deve ser considerado, pois a autodescarga diminui consideravelmente em baixos níveis de SOC e se torna mais difícil de medir, enquanto o coeficiente de temperatura da tensão geralmente aumenta. Um SOC razoavelmente alto proporciona condições de medição mais práticas. A resistência em série oferece outro meio de ajustar a resposta da medição, pois pode ser programada para otimizar o tempo de estabilização e a sensibilidade a influências externas. A combinação de correspondência precisa da OCV, tensão potenciostática estável, repouso adequado da célula, controle de temperatura, SOC adequado e comportamento de estabilização monitorado permite que a medição da corrente de autodescarga alcance um resultado interpretável sem depender dos longos intervalos de decaimento de tensão associados aos testes delta-OCV.

Solução para medição de autodescarga acelerada

Realize o teste ajustando com precisão uma fonte de corrente contínua estável à tensão em circuito aberto da célula e medindo a corrente necessária para manter essa tensão à medida que a célula se autodescarrega. O Analisador de Autodescarga foi projetado especificamente para atender aos requisitos de estabilidade de tensão, resolução, medição de corrente e tempo de estabilização associados aos fluxos de trabalho de testes acelerados de autodescarga de íons de lítio. Uma porta de medição por termistor permite monitorar a temperatura da célula durante toda a medição, e a resistência em série programável oferece um método para otimizar o tempo de estabilização da medição e a sensibilidade a influências externas, como variações de temperatura. O Software de Análise de Autodescarga oferece uma interface gráfica para configurar e analisar essas medições. Esses recursos suportam fluxos de trabalho de medição potenciostática, nos quais a corrente de equilíbrio final ou a diferenciação precoce da população podem ser selecionadas de acordo com o objetivo de teste exigido.

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