ハイライト

  • 最大32チャネル(4チャネル単位)の自己放電電流測定
  • セル電圧範囲:0.5 to +4.5 V
  • 電流測定確度:±(0.30% + 250 nA)
  • 電圧測定確度:(0.04 % + 0.1 mV)
  • 電圧供給安定性:± 3 μVピーク(24時間)、± 0.85 μVピーク(1分)
  • 電流測定範囲:± 10 mA

キーサイトBT2152B 自己放電アナライザは、リチウムイオン電池セルの自己放電電流を直接測定します。 このアナライザにより、自己放電の良悪を判別するための時間を画期的に短縮可能です。 セルメーカーにとって、仕掛品在庫、運営資本、施設コストの大きな削減にも効果的です。

この自己放電アナライザーは、セルの自己放電電流とセル電圧を正確に測定します。 電池の特性によっては、セルのオープン回路電圧の測定に何日も何週間もかかっていましたが、この測定では数分~数時間で直接測定し、セルの良悪を判断可能です。

自己放電アナライザは、電流測定を正確に行うために必要な特性を備えた精密ポテンショスタット測定法を用いて、自己放電電流を素早く測定します。

  • セルへの妨害が少ない
    • セルに印加する電圧を、実際のセル電圧に素早く合わせることができる。 これにより、新たな充電や放電を最小限に抑えることができ、新たなRCセトリングを最小限に抑えることができます。
    • また、セルへの印加電圧は非常に安定しており(±3μVpk)、自己放電電流測定時に継続する充放電電流ノイズを最小限に抑えます。
  • 低レベルの自己放電電流を±(0.30% + 250 nA)まで高精度に測定可能

自己放電試験におけるプロセスの改善とコスト削減

リチウムイオン電池メーカーは、セルの経年変化に対応するために、社の望みを遥か超えた多数のセルを仕掛品在庫として保管しています。

現在、セルの自己放電挙動が許容範囲内かどうかを判断するために必要な時間がエージングプロセスの時間の大半を占めています。 この大きな時間は、OCV変化量(ΔOCV)の測定にかかる時間が原因です。 仕掛品としてセルのエージングプロセスに費やす時間を短縮することで、収益に直接つながる節約を実現します。

自己放電電流を直接測定することによるエージングプロセスの改善とその結果としてのコスト削減は、セル製造における形成・エージングプロセスの典型的なモデルを検討し、従来のOCV法とセルの自己放電電流を直接測定する方法を比較することで確認できます。

従来の ΔOCV 方法

自己放電性能の良悪判断は、2段階のプロセスで行っています。 最初の段階では、明らかに良質なセルと明らかに悪質なセルを、5日間のエージング期間後に行われるΔOCVテスト(ΔOCV=(OCV2 - OCV1))によって「疑わしい」セルから分離します。 「疑わしい」と判断されたセルは、より長いエージング期間を経て、ΔOCV=(OCV3-OCV2)の2回目のΔOCVテストが実施されます。 ほとんどのセルは、このプロセスでエージングは短くて済みます。しかし「疑わしい」とされたセルは、許容できる自己放電挙動を示すかどうかを判断するために、より長いエージングが必要です。

自己放電電流測定

自己放電性能の良悪判断は、やはり2段階のプロセスで行っています。 最初の段階では、ΔOCV=OCV2 - OCV1の、同じΔOCVテストを使用します。 そして「疑わしい」セルには、直接自己放電の測定が行われます。 この測定は通常1時間程、あるいはそれ以下で終了するため、従来の4週間以上かかる非常に長い「疑わしいセル」のエージング期間を短縮することができます。
セル生産量の10%が「疑わしい」と分類され、最初のΔOCVテスト以上の追加テストやエージングが必要な場合、直接自己放電測定を使用すると、「疑わしい」セルの総エージング時間が81%削減されることになります(7日間 vs 37日間)。 本方法では、「疑わしいセル」の長期間のエージング工程を省くことで、エージングの総セル数を30%削減することができます。 これは、仕掛品の在庫や設備要件に直接影響します。

ΔOCV法と直接自己放電測定法(SDM)を比較した運用資本コストと設備コストのコスト削減のモデルをダウンロードしてご覧ください。 このモデルはMicrosoft Excelで作成されています。モデルのワークシートは以下よりダウンロード可能で、生産セルの種類ごとに状況に合わせて修正することができます。

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