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

將自放電電流與溫度建立相關性

在電池自放電量測期間特性化溫度效應，需要同時觀測電池電流、電壓和溫度，因為恆電位自放電量測是在相對微小的熱變化即會影響量測結果的電氣水準下運作。測試始於充分靜置的鋰離子電池以及經過調整以緊密匹配電池開路電壓 (OCV) 的低雜訊、高穩定度直流電源。電源透過微安培計連接，並將電池維持在基本上恆定的電壓和荷電狀態 (SOC)。隨著內部自放電移除電荷，外部電源會供應替代電流。一旦達到平衡，外部供應的電流即對應至電池的自放電電流。在此自放電電流量測過程中必須全程監控溫度，因為鋰離子電池電壓展現出溫度相依性。穩定的熱環境可讓電氣量測以較少的溫度引發干擾趨近平衡。持續且時間對齊的電流、電壓和溫度記錄提供了評估電流波動是否與熱變化一致，或是電流是否正朝著穩定自放電水準發展所需的資料。

在電池溫度測試期間也必須控制熱電效應，因為相異金屬之間的電氣連接可能會產生每攝氏度數十微伏特量級的熱發電壓。電池端子可能由鎳或其他金屬製成，當連接至相異導體時會產生此類電壓。兩個電池端子處的連接可以提供相反的熱電壓，當兩個端子處於相同溫度時這些電壓會相互抵消，但端子之間的溫度差會產生淨電壓。因此，該溫度差的變化可能會在量測到的自放電電流中產生相應的波動。荷電狀態在鋰離子電池測試中引入了另一個變數。因此，維持合理且一致的高 SOC 可以為評估低位準電流提供更適當的條件，同時控制與溫度相關的電壓效應。可程式化串聯電阻可以進一步調整量測沉降時間以及對外部影響（例如溫度變化）的靈敏度。在擷取期間，電池應保持在熱穩定的環境中，並且應將其端子之間的溫差降至最低。量測系統應持續記錄電池電流、電壓和溫度，以便可以在相同的時間區間內檢查這三個參數。

具備溫度感知功能的自放電測量解決方案

透過維持穩定的恆電位電壓，同時持續記錄自放電電流和電池溫度來執行量測，以便將熱變化與所量測電流的變化建立相關性。Keysight 自放電分析儀整合了此電池自放電量測工作流程所需的電氣穩定度和溫度量測功能。它還整合了一個用於熱敏電阻的專用量測連接埠，以便隨時間量測電池溫度。該分析儀支援同時對多達 32 個電池進行量測，而自放電分析軟體則提供互動式圖形介面，用於設定量測並分析記錄的電流、電壓和溫度。對於電池溫度測試與鋰離子電池測試，這些功能使工程師能夠檢查所量測的自放電電流變化是否與電池溫度變化相符，同時維持恆電位量測所需的微伏特級電壓條件。

索取報價