如何分析鋰離子電池的自放電特性與溫度的關係

+ 電池 自放電分析儀

自放電電流與溫度的相關性

要闡明電池自放電測量過程中的溫度效應，必須同時監測電池的電流、電壓和溫度，因為恆電位自放電測量是在電學層面上進行的，此時相對微小的熱變化便可能影響測量結果。測試始於一顆已充分靜置的鋰離子電池，以及一個低雜訊、高穩定性的直流電源，該電源需調整至與電池的開路電壓（OCV）密切匹配。該電源透過微安錶連接，並將電池維持在基本恆定的電壓與電量狀態（SOC）下。當內部自放電導致電荷流失時，外部電源會提供補充電流。一旦達到平衡狀態，外部供應的電流即等同於電池的自放電電流。由於鋰離子電池電壓會隨溫度變化而改變，因此在整個自放電電流測量過程中必須持續監測溫度。穩定的熱環境能使電學測量更接近平衡狀態，並減少因溫度引起的干擾。透過持續且時間對齊的電流、電壓及溫度記錄，可提供所需數據，用以評估電流波動是否與溫度變化相關，或是電流正趨向於穩定的自放電水平。

在進行電池溫度測試時，也必須控制熱電效應，因為不同金屬之間的電氣連接可能會產生每攝氏度約數十微伏特的熱誘導電壓。電池端子可能由鎳或其他金屬製成，當其與異種導體連接時會產生此類電壓。電池兩端的連接點會產生方向相反的熱電電壓，當兩端溫度相同時，這些電壓會相互抵銷；但若兩端存在溫差，則會產生淨電壓。因此，該溫差的變化會導致測得的自放電電流產生相應的波動。電量狀態（SOC）為鋰離子電池測試引入了另一項變數。因此，維持合理且穩定的充電狀態（SOC），能為評估低電流提供更合適的條件，同時控制與溫度相關的電壓影響。可程式化的串聯電阻可進一步調整測量穩態時間，並調節對溫度變化等外部影響的敏感度。在數據擷取期間，電池應置於熱穩定環境中，且其兩端之間的溫度差應盡量減小。測量系統應持續記錄電池的電流、電壓和溫度，以便在相同的時間間隔內分析這三個參數。

具備溫度感知功能的自放電測量解決方案

進行測量時，應維持穩定的恆電位電壓，同時持續記錄自放電電流與電池溫度，以便將溫度變化與測量到的電流變化建立關聯。是德科技自放電分析儀整合了此電池自放電測量工作流程所需的電學穩定性與溫度測量功能，並配備專用的熱敏電阻測量埠，用以測量電池隨時間變化的溫度。該分析儀最多可同時對 32 顆電池進行測量，而「自放電分析軟體」則提供互動式圖形介面，用於配置測量參數以及分析已記錄的電流、電壓和溫度數據。在電池溫度測試及鋰離子電池測試中，這些功能使工程師能夠在維持恆電位測量所需的微伏級電壓條件下，檢視所測得的自放電電流變化是否與電池溫度變化相符。

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