Messung des Selbstentladungsstroms in EV-Batteriezellen

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Messung des Selbstentladungsstroms mit einem potentiostatischen Analysator

Um festzustellen, ob neu gebildete Lithium-Ionen (Li-Ion)-Batteriezellen in Elektrofahrzeugen ein akzeptables Selbstentladeverhalten aufweisen, ist eine geeignete Methode zur Messung des Selbstentladestroms erforderlich. Lithium-Ionen-Zellen entladen sich allmählich, auch ohne dass eine Verbindung zu irgendetwas besteht. Eine gewisse Selbstentladung ist normal. Es gibt zwei Hauptmethoden für die Prüfung der Selbstentladung: die Messung der Leerlaufspannung im Dreieck (OCV) und die potentiostatische Methode. Bei der OCV-Methode dauert es Wochen, bis ein signifikanter Abfall der OCV erreicht ist, um eine zuverlässige Messung zu erhalten. Bei der potentiostatischen Messmethode wird eine rauscharme, sehr stabile Gleichstromquelle so eingestellt, dass sie der Leerlaufspannung (OCV) der Zelle entspricht. Die Gleichstromquelle wird über ein Mikroammeter an die Zelle angeschlossen, und der zwischen der Gleichstromquelle und der Zelle fließende Strom wird gemessen.

Wenn sich die Zelle selbst entlädt, übernimmt die Gleichstromquelle die Aufgabe, Strom zu liefern, um die Zelle auf einer konstanten Spannung und einem konstanten Ladezustand zu halten. Wenn die Gleichstromquelle ein Gleichgewicht mit der Zelle erreicht, geht der Selbstentladungsstrom von der internen Versorgung zur externen Versorgung durch die Gleichstromquelle über. Der Selbstentladungsstrom wird mit dem Mikroammeter gemessen. Die potentiostatische Messmethode erfordert einen Selbstentladungsanalysator, der in der Lage ist, die Spannung schnell auf +/- 5 µV des OCV der Zelle abzugleichen, bevor sie angelegt wird. Dieses Verfahren minimiert die Einführung neuer Ladungs- oder Entladungsänderungen und begrenzt die Einschwingzeit der Messung auf ein Minimum. Die an die Zelle angelegte Spannung muss ebenfalls stabil sein, um das laufende Stromrauschen bei der Messung des Selbstentladungsstroms zu minimieren.

Selbstentladungsmesssystem

Die Messung des Selbstentladungsverhaltens von Lithium-Ionen-Zellen erfordert die Verwendung eines potentiostatischen Analysators, um die Zellspannung konstant und stabil zu halten. Als potentiostatische Lösung bietet das Keysight Selbstentladungsmesssystem eine schnelle Charakterisierung von Batteriezellen. Es legt eine extrem stabile Spannung an die Zelle an, um das laufende Stromrauschen bei der Selbstentladungsstrommessung zu minimieren. Der Selbstentladungsanalysator ermöglicht eine schnelle Bewertung der Selbstentladung von Zellen sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch in der Fertigung, wodurch die Entwicklungszeit für neue Designs drastisch reduziert wird.
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