자가 방전율이 높은 리튬이온 전지를 감지하는 방법

+ 배터리 자가 방전 분석기

자가 방전이 과도한 셀 식별

높은 자가 방전 감지는 안정적인 전기적 및 열적 조건에서 휴지 상태의 리튬 이온 셀의 자가 방전 전류를 직접 측정하는 것부터 시작됩니다. 정전위법에서는 저노이즈 직류 소스를 먼저 조정하여 셀의 개회로 전압(OCV)과 거의 일치시킵니다. 그런 다음 소스는 저전류 측정 경로를 통해 셀에 연결되어 셀을 본질적으로 일정한 전압과 충전 상태(SOC)로 유지합니다. 내부 자가 방전이 계속됨에 따라 외부 소스는 셀 내부에서 손실되는 전하를 보충하는 데 필요한 전류를 공급합니다. 소스와 셀이 평형에 가까워진 후, 이 외부에서 공급되는 전류는 셀의 자가 방전 전류를 나타냅니다. 높은 자가 방전 감지를 위해, 각 셀이 최종 평형 값에 도달할 때까지 기다리는 대신 셀 모집단 전체에서 개별 셀의 시간에 따른 전류 거동을 비교할 수 있습니다. 누전이 비정상적으로 높은 셀은 측정 초기 단계에서 정상 모집단과 분리되기 시작하므로, 직접 자가 방전 전류 측정은 배터리 셀 스크리닝에 적합합니다. 직접 전류 측정은 전하 손실 속도라는 또 다른 관측 가능한 지표를 제공합니다.

안정적인 리튬 이온 셀 자가 방전 스크리닝을 위해서는 셀의 최종 자가 방전 수준과 무관한 과도 전류나 변동 전류를 유발할 수 있는 요인들의 제어 또한 필요합니다. 셀 내부 구조 전체에서 전하가 평형에 도달함에 따라 셀 내부의 전하 재분배가 계속되므로, 충전 또는 방전 후 셀은 충분히 휴지 상태를 거쳐야 합니다. 셀이 완전히 휴지 상태에 도달하지 않은 경우 초기 전류가 셀로 유입되거나 셀 외부로 유출된 후 지수 함수적으로 감쇠하여 초기 측정 데이터의 해석에 영향을 미칠 수 있습니다. 리튬 이온 셀 전압은 섭씨 1도당 수십 마이크로볼트 이상 변할 수 있으므로 온도 역시 또 하나의 측정 변수입니다. 리튬 이온의 자가 방전은 낮은 SOC에서 현저히 감소하고 측정하기 더 어려워지므로 충전 상태 또한 테스트에 영향을 미칩니다. 따라서 배터리 셀 스크리닝 과정에서 엔지니어는 전류, 셀 전압, 온도를 지속적으로 모니터링하고 이러한 파라미터의 맥락에서 비정상적인 전류 거동을 평가해야 합니다. 프로그래밍 가능한 직렬 저항을 사용하여 온도 변화와 같은 외부 영향에 대한 민감도와 측정 정착 시간의 균형을 맞출 수도 있습니다. 비교 가능한 조건에서 여러 셀을 측정할 때, 이들의 시간-전류 곡선은 자가 방전 거동에 대한 모집단 수준의 뷰를 제공합니다.

높은 자체 방전 셀 감지 솔루션

제어된 정전위 조건에서 여러 리튬 이온 셀을 측정하고 시간-전류 거동을 비교하여 정상 모집단에서 분리되는 셀을 식별함으로써 높은 자가 방전 감지를 수행하십시오. 키사이트 자가 방전 분석기는 직접 자가 방전 전류를 측정하도록 설계되었으며 최대 32개의 셀을 동시에 측정할 수 있어 병렬 배터리 셀 스크리닝을 지원합니다. 자가 방전 분석 소프트웨어는 여러 리튬 이온 셀에 대한 구성을 설정하고 측정을 분석하기 위한 대화형 그래픽 인터페이스를 제공합니다. 문서화된 16개 셀 테스트에서는 자가 방전이 과도한 3개의 셀이 몇 분 안에 주요 모집단과 눈에 띄게 분리되었습니다. 이 다중 트레이스 분석을 통해 모든 셀이 최종 평형 전류에 도달하기 전에 높은 자가 방전 감지가 가능하며, 유지된 전압 및 온도 측정값은 리튬 이온 배터리 테스트 중 과도적이거나 환경에 의해 유발된 변화를 해석하기 위한 맥락을 제공합니다.

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