Soluzioni per il test delle batterie Misurazioni efficienti per risultati riproducibili sulle batterie

• Sono disponibili fino a 32 canali per la misurazione della corrente di autoscarica, con incrementi di 4 canali
• Intervallo di tensione della cella: da 0,5 a +4,5 V
• Precisione di misurazione della corrente: ± (0,30% + 250 nA)
• Precisione di misurazione della tensione: ± (0,04% + 0,1 mV)
• Stabilità della tensione di alimentazione: ± 3 μV di picco (24 ore), ± 0,85 μV di picco (1 minuto)
• Intervallo di misura della corrente: ± 10 mA

L'analizzatore di autoscarica Keysight BT2152B misura direttamente la corrente di autoscarica delle celle agli ioni di litio. L'analizzatore consente una riduzione rivoluzionaria del tempo necessario per distinguere le celle con buone prestazioni di autoscarica da quelle difettose. Ciò comporta una drastica riduzione delle scorte di prodotti in lavorazione, dei costi del capitale circolante e dei costi di gestione degli impianti per i produttori di celle.

L'analizzatore di autoscarica misura con precisione la corrente di autoscarica e la tensione delle celle. A seconda delle caratteristiche delle celle, le misurazioni vengono effettuate direttamente in pochi minuti o ore, anziché richiedere giorni o settimane come nel caso delle misurazioni della tensione a circuito aperto, che servono a distinguere le celle funzionanti da quelle difettose.

L'analizzatore di autoscarica misura rapidamente la corrente di autoscarica utilizzando un metodo di misurazione potenziostatico di precisione, dotato delle caratteristiche necessarie per effettuare con precisione la misurazione della corrente:

• Minimo impatto sulla cellula
  • La tensione applicata alla cella viene rapidamente adeguata alla tensione effettiva della cella. Ciò riduce al minimo eventuali nuove operazioni di carica o scarica, limitando così al minimo qualsiasi nuovo tempo di assestamento RC.
  • La tensione applicata alla cella è molto stabile (± 3 μVpk) per ridurre al minimo il rumore continuo della corrente di carica-scarica durante la misurazione della corrente di autoscarica.
• Misura con precisione le correnti di autoscarica di basso livello con una precisione di ±(0,30% + 250 nA)

Miglioramenti dei processi e riduzione dei costi nei test di autoscarica

I produttori di celle agli ioni di litio mantengono nelle scorte di prodotti in lavorazione un numero di celle molto più elevato di quanto vorrebbero, a causa del tempo che devono dedicare al processo di invecchiamento delle celle.

Oggi, la maggior parte del tempo totale di invecchiamento è spesso dovuta al tempo necessario per verificare se il comportamento di autoscarica delle celle rientra nei limiti accettabili. Questo lungo intervallo di tempo è determinato dal tempo necessario per misurare la variazione della tensione a vuoto (ΔOCV). Ridurre il tempo che le celle trascorrono nella fase di invecchiamento come scorte di prodotti in lavorazione comporta un risparmio che si riflette direttamente sui profitti.

I miglioramenti nel processo di invecchiamento e i conseguenti risparmi sui costi derivanti dalla misurazione diretta della corrente di autoscarica possono essere osservati esaminando un modello tipico del processo di formazione e invecchiamento nella produzione di celle e confrontando il metodo tradizionale basato sulla tensione a circuito aperto (OCV) con la misurazione diretta della corrente di autoscarica delle celle.

Metodo tradizionale ΔOCV

La valutazione delle prestazioni di autoscarica positive rispetto a quelle negative si basa su un processo in due fasi. Nella prima fase, le celle chiaramente buone e quelle chiaramente difettose vengono separate dalle celle “sospette” tramite un test ΔOCV effettuato dopo un periodo di invecchiamento di 5 giorni, dove ΔOCV = (OCV2 – OCV1). Le celle designate come "sospette" vengono quindi sottoposte a un periodo di invecchiamento più lungo seguito da un secondo test ΔOCV, dove ΔOCV = (OCV3 – OCV2). La maggior parte delle celle richiede un invecchiamento minore con questo processo, ma la porzione "sospetta" delle celle richiede un invecchiamento molto più lungo per determinare se presentano un comportamento di autoscarica accettabile.

Misurazione diretta della corrente di autoscarica

La distinzione tra celle con buone e cattive prestazioni di autoscarica si basa ancora una volta su un processo in due fasi. La prima fase utilizza lo stesso test ΔOCV, dove ΔOCV = OCV2 – OCV1. Le celle “sospette” vengono quindi sottoposte a una misurazione diretta dell’autoscarica. Questa misurazione richiede in genere circa un’ora o meno, eliminando il lunghissimo periodo di invecchiamento tradizionale delle celle “sospette”, che di solito dura quattro settimane o più.
Se il 10% della produzione totale di celle viene classificato come "sospetto", richiedendo test aggiuntivi o un invecchiamento oltre il primo test ΔOCV, l'utilizzo della misurazione diretta dell'autoscarica riduce il tempo totale di invecchiamento delle celle "sospette" di circa l'81% (7 contro 37 giorni). Questo metodo garantisce una riduzione del 30% del numero totale di celle in invecchiamento grazie all'eliminazione della lunga fase di invecchiamento delle celle "sospette". Ciò ha un impatto diretto sulle scorte di prodotti in lavorazione e sui requisiti delle strutture.

È possibile scaricare un modello di calcolo dei risparmi sui costi di capitale circolante e sui costi delle strutture che mette a confronto il metodo ΔOCV con la misurazione diretta dell'autoscarica (SDM). Il modello è stato realizzato con Microsoft Excel e il foglio di calcolo è disponibile qui sotto: potete scaricarlo e modificarlo in base alle vostre esigenze per ogni tipo di cella che producete.