リチウムイオン電池の自己放電試験時間を短縮する方法

+ バッテリー自己放電アナライザ

自己放電電流測定の高速化

リチウムイオンの自己放電テスト時間を短縮するには、その損失がセル電圧に十分大きな変化をもたらすのを待つのではなく、電荷損失の速度を直接測定する必要があります。従来のデルタ開回路電圧（OCV）法では、セルが負荷から切り離された状態のまま、セルのOCVの低下を監視します。リチウムイオンセルは比較的自己放電が少なく、充電状態（SOC）範囲の大部分において電圧変化が非常に小さいため、結果として生じる電圧降下は小さくなります。代わりに、定電位自己放電電流測定では、セルのOCVに一致するように調整された低ノイズで安定した直流電源を使用します。電源は微小電流計を介してセルに接続され、セルを実質的に一定の電圧およびSOCに維持します。セルが自己放電を続けるにつれて、外部電源は内部で失われた電荷を補うために必要な電流を段階的に供給します。電源とセルが平衡に達すると、外部から供給される電流は自己放電電流に直接対応します。この定電位測定により、テストの観測対象が、ゆっくりと蓄積される電圧差から、単位時間あたりの電荷損失を表す電流へと変更されます。また、バッテリーの自己放電テスト時間を短縮するには、電気的およびセル関連の整定メカニズムを最小限に抑えることも必要です。

印加される直流電源は、接続前にセルのOCVに密接に一致している必要があります。これは、電圧の不整合がセルの電荷を変化させ、平衡状態に戻るのに必要な時間を増加させるためです。その後、電圧の変動によって追加の電流変動が発生しないよう、電源はマイクロボルトレベルで安定した状態を維持する必要があります。セルの準備も同様に重要です。充電または放電を行うとセル内に電荷勾配が生成され、その後の電荷再分配によって、内部の電荷分布が平衡に向かって戻る過程で減衰する電流が発生します。異種金属間の接続部における熱起電力は、2つのセル端子で温度が異なる場合、追加の誤差を引き起こす可能性があります。また、低SOC時には自己放電が大幅に減少し、測定がより困難になる一方で電圧の温度係数は一般的に増加するため、充電状態（SOC）についても考慮する必要があります。適度に高いSOCは、より実用的な測定条件をサポートします。直列抵抗は、整定時間と温度変化などの外部影響に対する感度を最適化するようにプログラムできるため、測定応答を調整するもう1つの手段となります。OCVの密接な一致、安定した定電位電圧、適切なセルの休止、温度制御、適切なSOC、および監視された整定挙動を組み合わせることで、デルタOCVテストに関連する長時間の電圧減衰間隔に依存することなく、自己放電電流測定で解釈可能な結果に到達することが可能になります。

自己放電測定の高速化ソリューション

安定した直流電源をセルの開回路電圧に密接に一致させ、セルの自己放電に伴ってその電圧を維持するために必要な電流を測定することでテストを実行します。自己放電アナライザは、加速リチウムイオン自己放電テストワークフローに関連する電圧安定性、分解能、電流測定、および整定の要件に対応するように特別に設計されています。サーミスタ測定ポートにより、測定中を通じてセルの温度を追跡することが可能になり、プログラマブル直列抵抗は、測定の整定時間と温度変動などの外部影響に対する感度を最適化するための方法を提供します。自己放電解析ソフトウェアは、これらの測定の設定および解析を行うためのグラフィカルインターフェースを提供します。これらの機能により、必要なテスト目的に応じて、最終的な平衡電流またはより初期の母集団の識別を選択できる定電位測定ワークフローがサポートされます。

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