리튬이온 전지의 자체 방전 전류를 측정하는 방법

+ 배터리 자가 방전 분석기

셀 자체 방전 전류 직접 측정

정전위법을 사용한 리튬 이온 셀 자체 방전 전류 측정에는 저노이즈의 고안정성 직류 전원, 매우 작은 전류를 분해할 수 있는 마이크로암페어계, 그리고 제어된 셀 조건이 필요합니다. 측정은 충전 또는 방전 후 개방 회로 전압(OCV)이 안정화된 휴지 상태의 셀에서 시작됩니다. 셀에 연결하기 전에 직류 전원이 해당 OCV와 최대한 일치하도록 조정됩니다. 연결되면 전원은 소스와 셀 사이를 흐르는 전류를 마이크로암페어계가 측정하는 동안 셀을 본질적으로 일정한 전압 및 충전 상태(SOC)로 유지합니다. 셀이 내부 자체 방전 프로세스를 계속함에 따라 외부 전원은 그렇지 않으면 셀에서 손실될 전하를 점진적으로 공급합니다. 전원과 셀이 평형에 도달한 후, 외부에서 공급된 전류는 셀의 자체 방전 전류에 해당하며 시간에 따른 전하 손실을 직접 측정할 수 있습니다. 이 정전위 자체 방전 측정은 장기간에 걸쳐 작은 전압 감소로부터 자체 방전을 유추하는 델타 OCV(delta-OCV) 방식과 다릅니다. 리튬 이온 셀 전압은 SOC 범위의 대부분에서 약간만 변하기 때문에 델타 OCV 테스트에는 며칠에서 몇 주간의 모니터링이 필요할 수 있습니다. 반면 직접 자체 방전 전류 측정은 전하 손실과 관련된 전류를 해상도 높게 파악하며, 셀 상태와 측정 목적에 따라 몇 시간 이내에 유효한 결과를 얻을 수 있습니다.

셀 준비 및 환경 제어는 측정된 전류가 실제 자체 방전 수준으로 안정화되는 속도를 결정합니다. 충전 또는 방전 후 셀 내의 전하 재분배는 장기간 지속될 수 있습니다. 평형에 도달하지 않은 셀은 시간에 따라 감쇠하고 원하는 자체 방전 전류에 중첩되는 추가 전류를 초기 생성하거나 흡수할 수 있습니다. 리튬 이온 셀의 전압은 섭씨 1도당 수십 마이크로볼트의 변화를 유발할 수 있는 온도 계수를 가지고 있으므로 온도도 안정적으로 유지되어야 합니다. 충전 상태 역시 측정에 영향을 미칩니다. 낮은 SOC에서는 자체 방전이 상당히 감소하여 전류를 분해하기가 더욱 어려워지는 반면, 전압의 온도 계수는 일반적으로 증가합니다. 수집 과정에서 엔지니어는 셀 전류, 전압, 온도를 지속적으로 로깅하여 환경 및 전기적 조건과 함께 전류 안정화를 평가할 수 있도록 해야 합니다. 결과로 나타나는 전류 대 시간 곡선은 평형에 접근하는 과정을 보여줍니다. 곡선이 평탄해지면 외부 전원이 셀의 자체 방전 전류를 공급하고 있는 것입니다. 문서화된 18650 셀 예시에서는 2.4 Ah 셀이 2시간 후에 약 7 µA에서 안정화된 반면, 과도한 자체 방전이 있는 셀은 몇 분 안에 주 집단에서 분리되었습니다. 다중 셀 리튬 이온 배터리 자체 방전 테스트의 경우, 정렬된 전류 곡선을 비교하면 엔지니어가 측정 컨텍스트에 대한 전압 및 온도 기록을 유지하면서 비정상적으로 높은 자체 방전과 일반적인 집단 동작을 구별하는 데 도움이 됩니다.

리튬 이온 배터리 자체 방전 전류 측정 솔루션

안정한 직류 전원을 셀의 개방 회로 전압에 맞추고 셀을 일정한 전압 및 충전 상태로 유지하기 위해 공급되는 전류를 측정하여 테스트를 수행합니다. 키사이트 자체 방전 측정 솔루션은 자체 방전 분석기와 자체 방전 분석 소프트웨어를 결합하여 정전위 리튬 이온 셀 자체 방전 전류를 측정합니다. 분석기는 적용 전에 셀 개방 회로 전압(OCV)의 적용 측정 전압을 일치시키고 인가 전압 안정성을 유지하여, 안정화 시간을 연장하거나 전류 노이즈로 나타날 수 있는 교란을 줄입니다. 소프트웨어는 측정 구성과 시간에 따른 로깅된 전류, 전압, 온도를 분석하기 위한 그래픽 인터페이스를 제공합니다. 이러한 기능은 직접적인 정전위 자체 방전 측정을 지원하는 동시에 엔지니어에게 안정화를 해석하고 안정적인 전류 수준을 식별하는 데 필요한 전기적 및 열적 데이터를 제공합니다.

견적 받기