Como verificar se há defeitos em células de íon-lítio

+ Analisador de autodescarga de bateria

Triagem de células por meio da corrente de autodescarga

A triagem de células de íon-lítio com base na corrente de autodescarga requer que as células sejam medidas em condições elétricas, térmicas e de estado de carga comparáveis, de modo que comportamentos anormais de corrente possam ser separados da população normal de células. Com o método potenciostático, uma fonte de corrente contínua estável e de baixo ruído é ajustada inicialmente para corresponder o mais próximo possível à tensão em circuito aberto (OCV) de cada célula. A fonte é então conectada à célula por meio de um caminho de medição de baixa corrente e mantém a célula em tensão e estado de carga (SOC) essencialmente constantes. A autodescarga interna continua a remover carga da célula, mas a fonte externa repõe essa carga fornecendo corrente. À medida que a fonte e a célula se aproximam do equilíbrio, a corrente fornecida externamente torna-se a corrente de autodescarga da célula. Para a triagem de células de íon-lítio, os engenheiros podem comparar essa corrente em várias células e observar como os traços individuais de corrente versus tempo se relacionam com a população principal. As células que apresentam autodescarga persistentemente mais alta podem ser separadas das células com comportamento normal antes que cada canal atinja seu valor final de equilíbrio. A medição direta da corrente de autodescarga, por sua vez, fornece uma medida da perda de carga ao longo do tempo.

As condições de medição devem ser controladas ao aplicar essa técnica à detecção de defeitos em baterias, pois o comportamento das células e do ambiente pode produzir transientes de corrente que não estão relacionados à corrente final de autodescarga. A redistribuição de carga após o carregamento ou a descarga é uma das fontes desse comportamento de estabilização. A temperatura é outra variável significativa. A tensão das células de íon-lítio pode apresentar uma dependência de temperatura de muitas dezenas de microvolts por grau Celsius, e alterações na tensão das células podem causar flutuações correspondentes na corrente de autodescarga medida. O estado de carga também afeta a autodescarga das células de íon-lítio, pois a autodescarga diminui consideravelmente em baixos níveis de SOC e se torna mais difícil de medir, enquanto o coeficiente de temperatura da tensão das células geralmente aumenta. A resistência em série programável pode ser usada para ajustar o equilíbrio entre o tempo de estabilização da medição e a sensibilidade a influências externas, como variações de temperatura. Quando essas variáveis são controladas de maneira consistente em vários canais, os dados de teste de fabricação de baterias baseados na população podem ser usados para distinguir as células que apresentam autodescarga excessiva da população principal e reter os históricos associados de corrente, tensão e temperatura para análises de engenharia subsequentes.

Solução de triagem para a fabricação de células de íon-lítio

Realize o teste de triagem medindo a corrente de autodescarga em várias células de íon-lítio sob condições potenciostáticas comparáveis e avaliando cada traçado de corrente em relação à população total de células. O Analisador de Autodescarga da Keysight oferece até 32 canais de medição simultâneos, suportando diretamente a triagem paralela de células de íon-lítio em aplicações de fabricação. Uma porta de medição por termistor permite o monitoramento da temperatura da célula durante o teste, enquanto a resistência em série programável oferece um meio de otimizar o tempo de estabilização e a sensibilidade a influências externas. O registro integrado grava continuamente a tensão, a corrente e a temperatura da célula após o início da medição. O Software de Análise de Autodescarga oferece uma interface gráfica interativa para configurar o analisador e avaliar as medições resultantes de múltiplas células. Para aplicações de teste na fabricação de baterias, os engenheiros podem exibir múltiplas curvas de corrente simultaneamente e identificar células que se diferenciam da população principal de autodescarga.

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