Dalam masyarakat saat ini, baterai litium ada di mana-mana, mulai dari penggunaan ponsel, laptop, hingga kendaraan listrik, pembangkit listrik penyimpanan energi, dan peralatan besar lainnya. Baterai litium dengan kepadatan energinya yang tinggi, siklus hidup yang panjang, dan keunggulan tingkat pengosongan daya sendiri yang rendah, telah menjadi inti dari bidang penyimpanan energi modern. Namun, untuk memastikan kinerja, keamanan, dan kualitas baterai litium, diperlukan perangkat utama - penguji baterai litium.
1. Pentingnyapenguji baterai litium
Meskipun baterai litium telah memberikan kemudahan yang luar biasa bagi kehidupan kita, baterai ini juga memiliki risiko tertentu. Masalah seperti pengisian daya berlebih, pengosongan daya berlebih, panas berlebih, dan korsleting internal tidak hanya akan memperpendek masa pakai baterai, mengurangi kinerjanya, tetapi juga dapat menyebabkan kebakaran, ledakan, dan kecelakaan keselamatan lainnya dalam kasus yang serius. Sebagai penjaga tujuan untuk memastikan kualitas baterai litium, penguji baterai litium dapat mendeteksi potensi masalah tepat waktu dengan mengukur berbagai parameter baterai secara akurat, dan memberikan dukungan yang kuat untuk penelitian dan pengembangan, produksi, penggunaan, dan pemeliharaan baterai litium.
Selama fase penelitian dan pengembangan, penguji baterai litium membantu peneliti memperoleh wawasan tentang kinerja dan karakteristik baterai, sehingga dapat mengoptimalkan desain baterai dan mengembangkan baterai baru dengan kinerja yang lebih baik. Dalam proses produksi, alat ini menguji secara ketat setiap bagian baterai litium untuk memastikan bahwa kualitas baterai pabrik dapat diandalkan. Selama penggunaan, penguji dapat membantu pengguna memahami status baterai tepat waktu untuk menghindari kerusakan perangkat atau kecelakaan keselamatan yang disebabkan oleh kegagalan baterai.
2, jenis penguji baterai lithium
(1) Penguji papan perlindungan
Papan pelindung baterai litium merupakan komponen penting untuk mencegah pengisian daya berlebih, pengosongan daya berlebih, dan arus berlebih pada baterai. Penguji papan pelindung merupakan perangkat yang secara khusus digunakan untuk menguji kinerja papan pelindung. Jenis penguji ini biasanya menggunakan beban analog kapasitif untuk menguji fungsi papan pelindung dengan mensimulasikan proses pengisian dan pengosongan daya baterai.
Mengambil contoh penguji papan perlindungan umum di pasaran, persyaratan daya inputnya adalah AC 220V±10%, 50Hz±2Hz, dan daya terukur 15VA. Dalam hal parameter pengujian, rentang uji tegangan pengisian berlebih adalah 0-5.0V, rentang uji tegangan pelepasan berlebih adalah 1.5-5.0V, dan waktu respons proteksi hubung singkat biasanya dalam 200ms. Beberapa penguji papan pelindung canggih, seperti HT3672 generasi kedua, menggunakan teknologi kontrol komputer mikro, kecepatan pengujian lebih cepat, hanya 3 detik untuk menyelesaikan pengujian komprehensif papan pelindung. Selain itu, penguji juga memiliki fungsi kontrol item pengujian independen, uji resistansi internal, dan alarm di luar toleransi, yang sangat meningkatkan akurasi dan efisiensi pengujian.
Kapasitas baterai merupakan salah satu indikator penting untuk mengukur kinerja baterai litium, dan penguji kapasitas baterai merupakan perangkat yang digunakan untuk mengukur kapasitas baterai secara akurat. Misalnya, mesin terintegrasi kapasitas yang dikembangkan oleh Jingshi Electromechanical dari Huazi Technology dapat menguji beberapa baterai litium secara bersamaan dalam proses pengisian dan pengosongan daya arus konstan dan tegangan konstan. Dengan memantau status baterai secara real time, kapasitas setiap baterai dihitung secara akurat.
Selain penguji berkapasitas besar kelas industri, ada juga penguji kapasitas baterai kecil untuk konsumen biasa di pasaran, seperti penguji kapasitas baterai litium 18650 empat saluran. Penguji ini memungkinkan pengguna individu untuk menguji kapasitas dan resistansi internal baterai litium 18650. Namun, dalam proses penggunaan, perlu diperhatikan bahwa baterai harus benar-benar kosong sebelum pengujian kapasitas, dan hasil pengukuran resistansi internal penguji mungkin bias.
(3) penguji resistansi internal baterai
Penguji resistansi internal baterai lithium adalah parameter kunci untuk mencerminkan kinerjanya, yang secara langsung memengaruhi efisiensi pelepasan, kenaikan suhu, dan masa pakai baterai. Saat ini, ada dua jenis metode penguji resistansi internal baterai: DC penguji resistansi internal bateraimetode dan metode pengujian resistansi internal AC.
Metode penguji resistansi internal baterai DC adalah mengukur penurunan tegangan di kedua ujung baterai dengan melewatkan arus DC konstan yang besar (umumnya 40A-80A) ke baterai selama 2-3 detik, sehingga dapat menghitungpenguji resistansi internal baterai baterai. Namun, metode ini akan menyebabkan polarisasi elektroda baterai dan memengaruhi keakuratan hasil pengujian.
Prinsip pengujian ACpenguji resistansi internal bateraiadalah menyuntikkan sinyal arus AC sinusoidal ke dalam baterai, dan menghitung arus AC penguji resistansi internal baterai baterai dengan mengukur sinyal tegangan AC sinusoidal di kedua ujung baterai. Metode ini menggunakan arus kecil (umumnya sekitar 50mA) dan waktu pengujian singkat (milidetik), yang secara efektif dapat menghindari pengaruh polarisasi elektroda pada hasil pengujian. Mengambil penguji baterai Chutian Electronics SBT300 sebagai contoh, ia mengadopsi metode pengujian empat terminal AC, resolusi resistansi hingga 0,1mΩ, resolusi tegangan hingga 10MV. Penguji juga memiliki fungsi pembanding, dapat memenuhi syarat untuk menilai, dan dapat mengeluarkan sinyal analog, nyaman bagi pengguna untuk perekaman data jangka panjang dan analisis statistik, tetapi juga dapat menggambar peta distribusi normal.
3, prinsip kerja penguji baterai lithium
(1) Simulasikan kondisi kerja baterai
Sebagian besar penguji baterai litium menguji baterai dengan mensimulasikan status pengisian, pengosongan, dan istirahat baterai dalam penggunaan aktual. Misalnya, penguji papan proteksi mendeteksi kinerja papan proteksi dengan mensimulasikan proses pengisian dan pengosongan baterai melalui kapasitansi, yang memicu fungsi proteksi papan proteksi.
(2) Deteksi parameter sensor
Penguji ini dilengkapi dengan berbagai sensor presisi tinggi untuk mendeteksi tegangan baterai, arus, suhu, dan parameter resistansi internal secara real-time. Sensor-sensor ini mampu mengubah besaran fisik menjadi sinyal listrik dan mengirimkannya ke sistem kontrol penguji untuk diproses. Mengambil contoh sensor tegangan, akurasi pengukurannya dapat mencapai 1mV, yang dapat secara akurat menangkap perubahan kecil pada tegangan baterai.
(3) Analisis data dan pembuatan laporan
Setelah mengumpulkan sejumlah besar data uji, penguji akan menganalisis dan memproses data tersebut. Beberapa penguji tingkat lanjut juga memiliki fungsi analisis statistik yang dapat menghitung parameter statistik seperti nilai rata-rata, maksimum, minimum, dan perbedaan standar data. Selain itu, penguji juga dapat membuat laporan uji terperinci, menyajikan hasil uji dalam bentuk diagram atau teks, sehingga pengguna dapat memahami kinerja baterai secara intuitif.
4. Skenario aplikasi penguji baterai lithium
(1) Pembuatan baterai lithium
Dalam lini produksi baterai litium, penguji baterai litium merupakan peralatan yang sangat diperlukan. Alat ini mampu melakukan pemeriksaan menyeluruh terhadap setiap baterai dalam proses produksi, dan mendeteksi produk yang tidak memenuhi syarat secara tepat waktu untuk menghindari beredarnya produk tersebut di pasaran. Misalnya, penguji kapasitas dan penguji resistansi internal dapat dengan cepat menyaring baterai dengan kapasitas yang tidak mencukupi atau resistansi internal yang berlebihan, dan penguji papan pelindung dapat memastikan fungsi normal papan pelindung. Dengan menggunakan penguji baterai litium, produsen dapat meningkatkan kualitas produk, mengurangi biaya produksi, dan meningkatkan daya saing pasar.
(2) Penelitian dan pengembangan baterai lithium
Dalam proses pengembangan baterai litium, para peneliti perlu memahami secara mendalam kinerja dan karakteristik baterai untuk mengembangkan teknologi baterai yang lebih canggih. Penguji baterai litium menyediakan data uji yang akurat kepada para peneliti untuk membantu mereka menganalisis perilaku pengisian-pengosongan daya baterai, siklus hidup, efisiensi energi, dan indikator kinerja lainnya, sehingga dapat mengoptimalkan proses desain dan produksi baterai.
5, tren perkembangan industri penguji baterai lithium
(1) Permintaan pengujian presisi tinggi meningkat
Dengan terus berkembangnya bidang aplikasi baterai litium, persyaratan kinerja baterai litium menjadi semakin tinggi. Hal ini memerlukan presisi dan resolusi yang lebih tinggi bagi penguji baterai litium untuk memenuhi standar pengujian yang semakin ketat. Misalnya, penguji resistansi internal baterai seri HBT4000 Hantai menggunakan resolusi 6 1/2 bit, resolusi resistansi hingga 0,1mΩ, resolusi tegangan hingga 1MV, sangat meningkatkan akurasi pengujian.
(2) Integrasi teknologi cerdas
Kecerdasan buatan, Internet of Things, dan teknologi cerdas lainnya semakin banyak digunakan dalam penguji baterai litium. Teknologi kecerdasan buatan dapat menganalisis dan menambang sejumlah besar data pengujian, memprediksi kinerja dan masa pakai baterai, serta mendeteksi potensi masalah lebih awal. Teknologi Internet of Things memungkinkan penguji untuk melakukan pemantauan dan transmisi data jarak jauh, dan pengguna dapat melihat hasil pengujian kapan saja dan di mana saja melalui ponsel atau komputer untuk mencapai manajemen cerdas.
