تستر سلول لیتیوم یون یک ابزار ضروری برای ارزیابی وضعیت سلامت (SOH) سلول های لیتیوم یون است. SOH یک سلول یک پارامتر حیاتی است که وضعیت کلی و عملکرد سلول را در مقایسه با حالت اولیه آن نشان می دهد. هدف این پست وبلاگ بررسی شاخصهای SOH سلولی است که میتوان آن را توسط یک آزمایشکننده سلول لیتیوم یونی اندازهگیری کرد، که ما با افتخار آن را برای رفع نیازهای متنوع مشتریان خود عرضه میکنیم.
1. ولتاژ مدار باز (OCV)
ولتاژ مدار باز یکی از اساسی ترین شاخص ها برای ارزیابی SOH یک سلول لیتیوم یونی است. هنگامی که یک سلول در حالت استراحت است (در حال شارژ یا تخلیه نیست)، OCV اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی بین الکترودهای مثبت و منفی را منعکس می کند. با افزایش سن سلول، OCV آن به تدریج تغییر می کند. یک سلول سالم معمولاً دارای یک منحنی OCV کاملاً تعریف شده مطابق با وضعیت بار آن (SOC) است. با این حال، با بدتر شدن SOH، رابطه بین OCV و SOC کمتر قابل پیش بینی می شود.
آزمایش کننده های سلول لیتیوم یون ما می توانند OCV سلول ها را به دقت اندازه گیری کنند. با مقایسه OCV اندازه گیری شده با مقادیر مرجع برای یک سلول جدید در همان SOC، می توانیم انحرافاتی را که ممکن است نشان دهنده پیری یا مسائل دیگر باشد، تشخیص دهیم. به عنوان مثال، یک OCV کمتر از حد انتظار در یک SOC معین می تواند نشان دهنده از دست دادن ماده فعال در الکترودها یا افزایش مقاومت داخلی باشد.
2. مقاومت داخلی
مقاومت داخلی یکی دیگر از شاخص های مهم SOH سلول است. این نشان دهنده مقاومت داخل سلول در برابر جریان جریان است. با افزایش سن سلول، مقاومت درونی آن به دلیل عوامل مختلفی مانند رشد لایه های جامد - الکترولیت اینترفاز (SEI) روی الکترودها، تخلیه مواد فعال و تخریب الکترولیت افزایش می یابد.
افزایش مقاومت داخلی می تواند منجر به مشکلات متعددی شود. در طول شارژ، می تواند باعث اتلاف انرژی بیشتر به عنوان گرما شود و راندمان شارژ را کاهش دهد. در حین تخلیه، می تواند منجر به افت ولتاژ بزرگتر شود و ولتاژ و ظرفیت خروجی موجود را کاهش دهد. تسترهای سلول لیتیوم یون ما مجهز به تکنیک های پیشرفته برای اندازه گیری دقیق مقاومت داخلی سلول ها هستند. ما طیف وسیعی از تسترهای مناسب برای کاربردهای مختلف، مانندتجهیزات تست سلول باتری لیتیوم یونی 200A 5V، که می تواند سناریوهای با جریان بالا را مدیریت کند و اندازه گیری های مقاومت داخلی دقیق را ارائه دهد.
3. ظرفیت
ظرفیت یک سلول لیتیوم یونی به عنوان مقدار شارژی که می تواند ذخیره و تحویل دهد تعریف می شود. در آمپر - ساعت (Ah) یا میلی آمپر - ساعت (mAh) اندازه گیری می شود. ظرفیت سلول به تدریج در طول عمر خود به دلیل تخریب الکترود، از دست دادن مواد فعال و واکنش های جانبی کاهش می یابد.
تسترهای سلول لیتیوم یونی ما می توانند چرخه های شارژ - تخلیه را برای اندازه گیری دقیق ظرفیت واقعی سلول انجام دهند. با مقایسه ظرفیت اندازه گیری شده با ظرفیت نامی یک سلول جدید، می توانیم SOH را از نظر حفظ ظرفیت محاسبه کنیم. به عنوان مثال، اگر یک سلول جدید ظرفیت نامی 2000 میلی آمپر ساعت داشته باشد و ظرفیت اندازه گیری شده پس از تعداد چرخه های مشخص 1600 میلی آمپر ساعت باشد، ظرفیت نگهداری 80٪ است که نشان دهنده SOH 80٪ است.
4. خود - نرخ تخلیه
خود تخلیه فرآیندی است که طی آن یک سلول شارژ شده در طول زمان شارژ خود را از دست می دهد حتی زمانی که استفاده نمی شود. نرخ خود تخلیه بالا اغلب نشانه ای از SOH ضعیف است. این می تواند ناشی از اتصال کوتاه داخلی، واکنش های جانبی در الکترولیت، یا وجود ناخالصی در سلول باشد.
تسترهای سلول لیتیوم یونی ما می توانند با نظارت بر تغییر ولتاژ در یک دوره خاص، میزان تخلیه خود سلول ها را اندازه گیری کنند. با مشاهده سرعت از دست دادن شارژ سلول در شرایط بیکار، می توانیم SOH آن را ارزیابی کنیم. افزایش قابل توجهی در نرخ خود تخلیه در مقایسه با سلول جدید ممکن است نشان دهد که سلول به پایان عمر مفید خود نزدیک می شود.
5. شارژ - کارایی تخلیه
شارژ - راندمان تخلیه به عنوان نسبت انرژی خروجی در حین تخلیه به انرژی ورودی در هنگام شارژ تعریف می شود. در یک سلول ایده آل، راندمان شارژ - تخلیه 100٪ خواهد بود. با این حال، در سناریوهای دنیای واقعی، همیشه به دلیل عوامل مختلفی مانند مقاومت داخلی و واکنش های جانبی، ضرر و زیان وجود دارد.
با افزایش سن سلول، راندمان شارژ - تخلیه آن معمولا کاهش می یابد. تسترهای سلول لیتیوم یون ما می توانند شارژ و انرژی تخلیه را به طور دقیق اندازه گیری کنند و بازده شارژ - تخلیه را محاسبه کنند. با نظارت بر این پارامتر در طول زمان، میتوان تخریب سلول را تشخیص داد و عمر مفید باقیمانده آن را پیشبینی کرد.
6. رفتار حرارتی
رفتار حرارتی یک سلول لیتیوم یونی ارتباط نزدیکی با SOH آن دارد. در طول شارژ و تخلیه، سلول ها به دلیل مقاومت داخلی گرما تولید می کنند. یک سلول سالم باید مشخصات حرارتی نسبتاً پایدار و قابل پیش بینی داشته باشد. با این حال، با کاهش SOH، سلول ممکن است الگوهای گرمایش غیر طبیعی را نشان دهد.
تسترهای سلول لیتیوم یون ما اغلب به سنسورهای دما برای نظارت بر رفتار حرارتی سلول ها در حین کار مجهز هستند. گرمای بیش از حد می تواند نشان دهنده افزایش مقاومت داخلی، واکنش های شیمیایی درون سلول یا سایر مسائلی باشد که برای سلامت سلول مضر هستند. مثلا مادستگاه درجه بندی ظرفیت سلول استوانه ای 5V 20A 256 کانالمی تواند دمای چندین سلول را به طور همزمان کنترل کند و امکان ارزیابی جامع رفتار حرارتی آنها را فراهم کند.
7. عملکرد دوچرخه سواری
عملکرد دوچرخهسواری به توانایی یک سلول برای مقاومت در برابر چرخههای شارژ - تخلیه مکرر اشاره دارد. تعداد چرخههایی که یک سلول میتواند قبل از کاهش ظرفیت آن به زیر یک آستانه خاص تحمل کند، شاخص مهمی از SOH آن است.
تسترهای سلول لیتیوم یون ما می توانند تعداد زیادی چرخه شارژ - تخلیه را برای ارزیابی عملکرد چرخه سلول ها انجام دهند. ما میتوانیم پارامترهایی مانند نرخ محو شدن ظرفیت در هر چرخه، عمر چرخه در اعماق تخلیه مختلف (DOD) و تأثیر شرایط چرخه بر SOH سلول را تجزیه و تحلیل کنیم. با آزمایش سلولها تحت پروفایلهای مختلف دوچرخهسواری، میتوانیم اطلاعات ارزشمندی در مورد عملکرد طولانیمدت سلولهای لیتیوم یونی آنها در اختیار مشتریان قرار دهیم.
8. درجه بندی سلولی
درجه بندی سلولی فرآیند مرتب سازی سلول ها بر اساس ویژگی های عملکرد آنها است. ارتباط نزدیکی با SOH سلول ها دارد. مادستگاه درجه بندی سلول لیتیوم یونمی تواند سلول ها را با توجه به پارامترهای مختلف مانند ظرفیت، ولتاژ و مقاومت داخلی درجه بندی کند.
با جدا کردن سلول ها به درجات مختلف، مشتریان می توانند از ثبات و کیفیت بسته های باتری خود اطمینان حاصل کنند. سلولهایی با مقادیر SOH مشابه با هم گروهبندی میشوند که به بهینهسازی عملکرد و طول عمر بسته باتری کمک میکند. به عنوان مثال، در برنامه هایی که ظرفیت بالا و عمر چرخه طولانی مورد نیاز است، تنها سلول هایی با درجه های بالا را می توان برای استفاده انتخاب کرد.
در نتیجه، یک تستر سلول لیتیوم یونی می تواند شاخص های متعددی از SOH سلول را اندازه گیری کند، از جمله ولتاژ مدار باز، مقاومت داخلی، ظرفیت، نرخ خود تخلیه، راندمان شارژ- تخلیه، رفتار حرارتی، عملکرد چرخه ای، و درجه بندی سلول را تسهیل می کند. شرکت ما یک تامین کننده پیشرو در آزمایش کننده های سلول لیتیوم - یون است که طیف گسترده ای از محصولات را برای رفع نیازهای خاص صنایع مختلف ارائه می دهد. خواه سازنده باتری، محقق یا کاربر نهایی باشید، آزمایشکنندگان ما میتوانند دادههای دقیق و قابل اعتمادی را برای ارزیابی SOH سلولهای لیتیوم یونی در اختیار شما قرار دهند.
اگر به محصولات ما علاقه مند هستید و می خواهید در مورد اینکه چگونه آزمایش کننده های سلول لیتیوم یون ما می توانند به شما در ارزیابی SOH سلول های خود کمک کنند، بیشتر بدانید، لطفاً برای تهیه و بحث های عمیق با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای اطمینان از کیفیت و عملکرد راه حل های باتری لیتیوم یونی شما هستیم.
مراجع
- وانگ، ایکس، و ژانگ، ی. (2019). برآورد وضعیت سلامت باتریهای لیتیوم - یون: بررسی مجله منابع برق، 435، 226805.
- Chen, Y., & Liu, X. (2020). مروری بر تخمین وضعیت سلامت باتری های لیتیوم یونی و روش های پیش بینی طول عمر باتری ها، 6 (3)، 47.
- Zhang, W., & Li, H. (2018). روشهای اندازهگیری مقاومت داخلی برای باتریهای لیتیوم - یون: بررسی مجله ذخیره انرژی، 18، 1 - 8.
