锂电池芯短路测试仪原理

锂电池以其能量密度高等特点，广泛应用于工业自动化、新能源汽车、消费电子产品等领域。然而，在日常使用中，电池过度充电等问题时有发生，这可能对电池造成不可逆的损害，轻则缩短电池寿命或导致彻底失效，重则可能引发电池燃烧爆炸，危及电气设备和人员安全。为确保锂电池在使用和运输过程中的安全性，必须进行严格的测试和检测，以评估其对过度充电的承受能力。其中，UN38.3过度充电测试是锂电池在运输前必须通过的安全检测，由联合国发布，具备高度的公信力。在锂电池行业中，注重安全标准和测试的重要性，是为了推动科技发展的同时，最大程度地降低潜在的风险和安全隐患。通过这一测试，可以有效避免用户在使用锂电池时发生意外，保障设备和人员的安全。[align=center][img=,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181624110174_6281_6387980_3.png!w690x411.jpg[/img][/align][b]什么是UN38.3（可充电型锂电池操作规范）[/b]UN38.3（可充电型锂电池操作规范）是联合国危险物品运输专门制定的《联合国危险物品运输试验和标准手册》的第3部分38.3款，为确保锂电池在运输前的安全性，规定了一系列严格的测试要求。这些测试包括高度模拟、高低温循环、振动试验、冲击试验、55℃外短路、撞击试验、过度充电试验、强制放电试验等。如果锂电池与设备没有安装在一起，并且每个包装件内装有超过24个电池芯或12个电池，则还须通过1.2米自由跌落试验。[b]解决方案[/b]在这些测试中，过度充电试验是其中难度较大的一项。该测试要求在2倍最大连续充电电流和2倍最大连续充电电压的条件下，将待测锂电池连续充电24小时。测试的主要目的是评估锂电池对过度充电的承受能力，要求电池在过度充电过程中及之后七天内没有发生电池解体或燃烧爆炸的情况。这一系列的测试确保了锂电池在运输过程中的高度安全性，尤其是过度充电试验，关系到用电设备与用户的安危，具有极其重要的意义。为应对UN38.3标准中的过度充电测试。利用直流电源为电池进行持续供电，同时结合SBT300电池测试仪，全面监测电池充电过程中的电压、交流内阻等关键参数。通过这些先进的测试设备，工程师能够深入分析锂电池的衰化效应和稳定性，为研发制造更加安全可靠的锂电池提供有力支持。[align=center][img=,690,460]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403181625312538_6416_6387980_3.png!w690x460.jpg[/img][/align][b]主要优势[/b]交流四端子法测量：SBT300电池测试仪采用交流四端子法测量交流内阻和电压，能够分离提供电流的导线和测量器件上电压降的导线，进而消除电缆和探针接触电阻的阻抗。校正功能：SBT300电池测试仪能够补偿仪器内部电路的偏置电压或者增益漂移等，对测量数据进行校正以提高测量精度，并且可以根据测量结果计算统计指标，绘制正态分布图，观察测量结果的正态分布情况。模拟输出：SBT300电池测试仪可以进行交流内阻测量值的模拟输出，通过将模拟输出量连接到数据记录仪上，记录电阻值的变化，便于使用数据采集仪进行需要长期记录的测量和锂电池的评估等。

锂电池领域：CAAC颁发锂电池空运新规范 2009年1月1日，国际民航组织（ICAO）针对危险性货物的安全空运颁布最新生效版本的技术说明，国际航空运输协会IATA 也在2009年发布第50版的危险品规则，中国民航总局（CAAC）据此也发布了中国新版《锂电池航空运输规范》（MH/T 1020-2009），以此替代之前发布的2007版，并将最新版本发至各大航空公司，要求其按照2009年版《规范》对锂电池航空运输进行安全管理。规范性引用文件联合国《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》/ST/SG/AC.10/11/Rev.4IATA《危险品规则》（2009版）ICAO Doc9284-AN/905《危险物品安全航空运输技术细则》（2009-2010版）空运限制条件UN38.3测试1、除原型样品锂电池外，任一型号的锂电池，无论作为危险货物还是非限制性货物，单独运输还是安 装在设备中或与设备包装在一起运输，在交付航空运输前，均应通过UN38.3要求的系列测试。2、当某一特定型号的锂电池与已通过测试的同一型号锂电池具有以下任一差别时，应被视为新型号， 即需重新进行UN38.3测试：→ 阴极、阳极或电解液的质量有大于20%或大于0.1g的改变，以较大者为准→ 对试验结果有显著影响的改变批准运输原型样品锂电池应获得始发国主管当局的书面批准，方可根据ICAO Doc9284-AN/905（以下简称ICAO TI）和IATA《危险品规则》（以下简称IATA DGR）特殊规定A88的相关要求进行航空运输。禁止运输1、任一特定型号的锂电池，如果既未通过UN38.3测试，也没有批准文件，不予空运；2、锂金属电池（UN3090和UN3091）作为危险货物运输时，液态阴极含有SO2、磺酰氯、亚硫酰氯 的锂电池芯当放电至开路电压低于下列2个电压之中较低者，或含有一个或更多个此类电池芯的 电池，不予空运：→ 2V→ 未放电时电池芯电压的2/3

锂电池的内阻是电池性能评估的重要指标之一，已广泛应用于电动汽车系统、储能系统、电子设备和新能源产业等多领域，所以对于锂电池性能参数的快速测试也有了大量需求。内阻影响着锂电池功率性能和放电效率，随着存储时间的增加，电池不断老化，其内阻不断增大。不同类型的锂电池内阻变化程度不同，其初始的内阻大小主要受电池的结构设计、原材料性能和制程工艺的影响。通过测试内阻，可以全面评估电池在高功率应用下的性能表现，是衡量功率性能和寿命的关键参数。因此，内阻的合理控制和优化是提高电池品质、性能和可靠性的重要手段，对锂电池内阻的持续关注和有效管理是不可忽视的重要议题。通过精准测试和控制锂电池内阻，可以更好地满足不同应用场景对电池性能和品质的要求，推动电池技术的不断创新与进步。[img=锂电池内阻测试.png]http://uphotos.eepw.com.cn/1693205920/pics/1712640743873053.png[/img][b]锂电池的内阻[/b]是指电池在工作时，电流通过电池内部时所遇到的电阻。内阻的大小直接影响电池的性能，包括放电效率、温升情况以及电池的寿命。锂电池内阻通常分为欧姆内阻和极化内阻两部分。其中欧姆内阻由电池的总电导率决定，极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定。[b]欧姆内阻：[/b] 由电极材料、电解液、隔膜电阻以及各部分零件的接触电阻所构成。它是电流通过电池时产生的电阻。极化内阻： 是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。两者共同影响电池内阻的变化。[b]解决方案分享[/b]锂电池内阻测量可采用[b]直流内阻测量方法（DCR）和交流内阻测量方法（ACR）两种[/b]。[b]直流内阻测量方法[/b]是测试设备让电池在短时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的恒定直流电流（一般使用40A～80A的大电流），测量此时电池两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。通过公式计算出电池的直流内阻。然而，这方法存在一些问题，如果长时间通过大电流电池内部的电极会发生极化现象，出现极化内阻，影响结果的可靠性。另一种[b]交流内阻测量方法[/b]是通过在电池正负极注入正弦波电流信号，同时通过另外两端在电池正负极检测得到正弦波电压信号，进而可以推导出电池的交流内阻。交流内阻测试通入的电流较小，一般为50mA，且测量时间短，一般发生在毫秒级。现如今交流内阻测量方法得到了广泛的认可，并在实际应用中得到了较多的采用。但无论哪种方法，都存在一些很容易被我们忽视的问题，那就是测试仪器本身的元件误差和用于连接电池的测试线缆问题。一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存在电阻（大约也是微欧级），还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻，这些都将影响测试结果的准确性。[img=锂电池内阻测试方案图.png]http://uphotos.eepw.com.cn/1693205920/pics/1712640865761075.png[/img]由此可见在测量锂电池交流内阻时，采用高精度的测量仪器至关重要。SBT300电池测试仪是一款高精度、高分辨率的电池测试仪。采用交流四端子测试方法，可更精准地测试锂电池的内阻和电压。电阻最小分辨率可达0.1μΩ，电压最小分辨率可达10μV。内建比较器功能，可自动判断电池参数是否符合标准，以便统计合格率，适合各种电池的检测和分拣。仪器具有RS-232C/LAN通讯接口，支持SCPI通讯协议。为手机锂电池、动力电池、储能电池等各种应用场景提供精准测试支持。[b]主要优势[/b]1、比较器功能：电池测试仪SBT300中的电压和交流内阻测量分别具备独立的比较功能，能够同时进行Pass/Hi/IN/Lo的判断并在画面上显示，且可以向外部I/O口输出综合判断结果。2、模拟输出功能：电池测试仪SBT300可以进行交流内阻测量值的模拟输出，通过将模拟输出量连接到数据记录仪上，记录交流内阻值的变化，便于使用数据采集仪进行需要长期记录的测量和电池的评估等。3、统计功能：电池测试仪SBT300可以根据测量结果计算统计指标，绘制正态分布图，观察测量结果的正态分布情况。4、存储功能：电池测试仪SBT300内置2.8G存储空间，测量结果可以使用csv格式或者mat格式存储到仪器内存，并且提供USB接口，能够通过外接U盘导出数据，随时查看相应时间的测量结果。