リチウムイオン セル テスターは、リチウム イオン セルの健全性 (SOH) を評価するために不可欠なツールです。セルの SOH は、セルの全体的な状態と元の状態と比較したパフォーマンスを示す重要なパラメータです。このブログ投稿の目的は、お客様の多様なニーズを満たすために当社が自信を持って提供しているリチウムイオン電池テスターで測定できる電池の SOH の指標を探ることです。
1. 開回路電圧 (OCV)
開回路電圧は、リチウムイオン電池の SOH を評価するための最も基本的な指標の 1 つです。セルが停止している (充電も放電もしていない) 場合、OCV は正極と負極間の電気化学的電位差を反映します。細胞が老化すると、その OCV は徐々に変化します。正常なセルは通常、充電状態 (SOC) に対応する明確に定義された OCV 曲線を持っています。ただし、SOH が劣化すると、OCV と SOC の関係は予測できなくなります。
当社のリチウムイオン電池テスターは、電池の OCV を正確に測定できます。測定された OCV を、同じ SOC の新しいセルの基準値と比較することで、経年劣化やその他の問題を示す可能性のある偏差を検出できます。たとえば、特定の SOC で OCV が予想よりも低い場合は、電極内の活物質の損失または内部抵抗の増加が示唆される可能性があります。
2. 内部抵抗
内部抵抗は、セルの SOH のもう 1 つの重要な指標です。これは、電流の流れに対するセル内の抵抗を表します。電池が古くなると、電極上の固体電解質界面（SEI）層の成長、活物質の消耗、電解質の劣化などのさまざまな要因により、内部抵抗が増加する傾向があります。
内部抵抗の増加は、いくつかの問題を引き起こす可能性があります。充電中により多くのエネルギーが熱として放散され、充電効率が低下する可能性があります。放電中に電圧降下が大きくなり、利用可能な出力電圧と容量が減少する可能性があります。当社のリチウムイオン電池テスターには、電池の内部抵抗を正確に測定するための高度な技術が装備されています。当社は、さまざまな用途に適したさまざまなテスターを提供しています。5V 200A リチウムイオン電池セル試験装置、高電流シナリオに対応し、正確な内部抵抗測定を提供します。
3. 容量
リチウムイオン電池の容量は、蓄えて供給できる電荷量として定義されます。アンペア時間 (Ah) またはミリアンペア時間 (mAh) で測定されます。電池の容量は、電極の劣化、活物質の損失、副反応により、その寿命にわたって徐々に減少します。
当社のリチウム イオン セル テスターは、充電 - 放電サイクルを実行して、セルの実際の容量を正確に測定できます。測定された容量を新しいセルの定格容量と比較することで、容量維持率の観点から SOH を計算できます。たとえば、新しいセルの定格容量が 2000 mAh で、特定のサイクル数後の測定容量が 1600 mAh の場合、容量保持率は 80% となり、SOH が 80% であることを示します。
4. 自己放電率
自己放電とは、充電されたセルが、使用していないときでも時間の経過とともに電荷を失うプロセスです。高い自己放電率は、多くの場合、SOH が不良であることを示します。内部短絡、電解液の副反応、またはセル内の不純物の存在によって引き起こされる可能性があります。
当社のリチウムイオン電池テスターは、特定の期間にわたる電圧の変化を監視することにより、電池の自己放電率を測定できます。アイドル状態でセルがどのくらいの速さで電荷を失うかを観察することで、その SOH を評価できます。新しいセルと比較して自己放電率が大幅に増加している場合は、セルが耐用年数の終わりに近づいていることを示唆している可能性があります。
5. 充放電効率
充放電効率は、充電時の入力エネルギーに対する放電時の出力エネルギーの比として定義されます。理想的なセルでは、充放電効率は 100% になります。しかし、現実のシナリオでは、内部抵抗や副反応などのさまざまな要因により、常に損失が発生します。
セルが古くなると、通常、充放電効率が低下します。当社のリチウムイオン電池テスターは、充放電エネルギーを正確に測定し、充放電効率を計算できます。このパラメータを経時的に監視することで、セルの劣化を検出し、残りの耐用年数を予測できます。
6. 熱的挙動
リチウムイオン電池の熱挙動は、その SOH と密接に関連しています。充放電中、セルは内部抵抗により発熱します。健康な細胞は、比較的安定した予測可能な熱プロファイルを備えている必要があります。ただし、SOH が減少すると、セルは異常な発熱パターンを示す可能性があります。
当社のリチウムイオンセルテスターには、動作中のセルの熱的挙動を監視するための温度センサーが装備されていることがよくあります。過度の加熱は、内部抵抗の増加、セル内の化学反応、またはセルの健康に有害なその他の問題を示している可能性があります。たとえば、私たちの5V 20A 256 チャンネル円筒セル容量グレーディングマシン複数のセルの温度を同時に監視できるため、セルの熱挙動を包括的に評価できます。
7. サイクリングパフォーマンス
サイクル性能とは、繰り返しの充電 - 放電サイクルに耐えるセルの能力を指します。セルの容量が特定のしきい値を下回るまでにセルが耐えられるサイクル数は、SOH の重要な指標です。
当社のリチウム イオン セル テスターは、多数の充電 - 放電サイクルを実行して、セルのサイクル性能を評価できます。サイクルごとの容量低下率、さまざまな放電深度 (DOD) でのサイクル寿命、セルの SOH に対するサイクル条件の影響などのパラメーターを分析できます。さまざまなサイクルプロファイルでセルをテストすることで、リチウムイオンセルの長期的なパフォーマンスに関する貴重な情報をお客様に提供できます。
8. セルのグレーディング
セルのグレーディングは、パフォーマンス特性に基づいてセルを分類するプロセスです。それは細胞のSOHと密接に関係しています。私たちのリチウムイオンセルグレーディングマシン容量、電圧、内部抵抗などのさまざまなパラメータに従ってセルをグレード付けできます。
セルを異なるグレードに分けることで、お客様はバッテリー パックの一貫性と品質を確保できます。同様の SOH 値を持つセルがグループ化されるため、バッテリー パックのパフォーマンスと寿命を最適化できます。たとえば、高容量と長いサイクル寿命が要求される用途では、高グレードのセルのみを選択して使用できます。
結論として、リチウムイオンセルテスターは、開回路電圧、内部抵抗、容量、自己放電率、充放電効率、熱挙動、サイクル性能など、セルのSOHの複数の指標を測定し、セルのグレーディングを容易にします。当社はリチウムイオン電池テスターの大手サプライヤーであり、さまざまな業界の特定のニーズを満たす幅広い製品を提供しています。電池メーカー、研究者、エンドユーザーのいずれであっても、当社のテスターはリチウムイオン電池の SOH を評価するための正確で信頼性の高いデータを提供できます。
当社の製品に興味があり、当社のリチウムイオン電池テスターが電池の SOH 評価にどのように役立つかについて詳しく知りたい場合は、調達や詳細な話し合いについてお気軽にお問い合わせください。お客様のリチウムイオン電池ソリューションの品質と性能を保証するために、お客様と提携できることを楽しみにしています。
参考文献
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- Chen, Y.、Liu, X. (2020)。リチウムイオン電池の健康状態の推定と寿命予測方法のレビュー。バッテリー、6(3)、47。
- Zhang, W.、Li, H. (2018)。リチウムイオン電池の内部抵抗測定方法: レビュー。エネルギー貯蔵ジャーナル、18、1 ～ 8。
