電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
為了倡導可繼續發展，電池成為了各類產品的主流儲能供電源。針對電池，目前市面上也出現很多相關測量設備，比如內阻探測儀，充放電探測系統，電池模擬器等等。但極少數的廠家對電池的使用給出完整的處理方案，以處理目前電池探測中的各類問題，如戒備反接，再比如要怎么樣提高測量效率，降低設備成本等。
本文要解析的是在電池使用中，艾德克斯完整的一系列的處理方案。
內阻是評價電池性能的緊要指標之一。目前市面上，對于單體的電芯篩選，多采用交流內阻探測儀，其優點是可將測量時間控制在8ms左右，測量效率高，非常適用于產線的快速點檢。而對于大型電池包，如動力電池，蓄電池，磷酸鐵鋰離子電池等，受到探測設備等方面的限制，不方便進行交流內阻的測量，因此多采用直流內阻探測法，以對電池進行壽命預測和輸出能力的評估。另外一方面，直流內阻不僅探測電池組本身內阻，還蘊含了極化電阻等，能更真切的反應電池供電時的內阻特性。
當然，對于完整的電池探測而言，除了內阻探測之外，還包括長時間的容量壽命驗證，因此電源和電子負載也通常成為電池加工廠商以及使用電池廠商的標配測量設備。同時結合內阻的分解，通常試驗室需要配置直流內阻探測儀，交流內阻探測儀或者一整套的探測系統。
在這里，我們特別推薦的是IT6500C系列的電源，將電源本身額外擴展了直流內阻探測功能，可省去試驗室的成本投入。用戶進入IT6500C的菜單，選擇DCR探測項，輸入電池容量后，即可輕松完成電池直流內阻的探測，并將結果顯示在面板上。
隨著越來越多的行業采用電池供電，如數碼產品，電動工具，家用電器及電動車等，對于電池模擬器設備的需求也日益提升。
多數哪些用戶會需要電池模擬器呢？比如如上列舉的行業，都需要一臺電源模擬電池給其設計產品的主板供電，已驗證其產品不同工況下消耗的電流。比如手機在發送短信時消耗的電流，又或者接聽電話時消耗的電流等。當然，一般的電源只能模擬電池對外輸出的電壓電流能力，卻無法模擬電池的內阻，真切考量電池的輸出電量能力。
而上述解析的IT6500C系列的電源，除了具備測量DCR的功能之外，也可以當做電池模擬器使用，且可模擬電池內阻，范圍1毫歐~555.5歐姆。
在談及無縫充放電切換的功能時，我們先粗略知道一下蓄電池及鋰離子電池的極化現象。
目前主流的充電模式分為三個階段，恒流充電，恒壓充電到最后浮充階段。恒流充電階段電流保持恒定，電池電壓快速上升到充電截止電壓，后轉為恒壓充電模式，充電電流逐漸減小，最后進入浮充模式，以彌補蓄電池內部損耗使其保持在洋溢的狀態。但是這樣的充電方式，尤其在恒流充電階段，雖然一定程度上提升了充電的效率，但是也極容易使得正負極離子濃度升高，極化加劇（如蓄電池）。再比如鋰離子電池容易在負極析出固態金屬鋰，又或者鎳氫電池常規恒壓或恒流充電均會使電解液繼續萌生氫氧氣體，其氧氣在內部高壓作用下，滲透至負極與鎘板作用生成CdO，造成極板有效容量下降，無法達到洋溢電的目的，同時對于電池也造成一定程度上的損害。
而目前很多前端的電池研發機構，開始提出間歇-正負脈沖充電辦法對其進行去極化解決。且該種方式，不僅不會降低充電效率，同時更能真正的實現電池電量洋溢，且延長電池壽命的作用。
以鎳氫電池為例，采用脈沖充電方式，這樣充電過程中萌生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液，使析氣量大大降低，減小析氣量可以使濃差極化和歐姆極化自然而然得到消除，從而減小了鉛酸電池的內壓，可以吸收更多的電量。
圖一、脈沖充放電曲線
以上正負脈沖的切換，目前市面上的一般電源還很難做到無縫切換。而IT6500C系列的電源，配合功率耗散器，不僅可以實現正脈沖充電，負脈沖放電的功能，更可以實現正電流到負電流之間的無縫切換，為新能源動力電池等各類電池的研究提供必要的技術支撐。
圖二、IT6500C對電池充放電無縫切換曲線
在電池充放電使用中，若操作者誤將電池反接到電源兩端，會損壞電源。其一會損壞電源內部用于續流的反向二極管。此外有些電源內部為了加快下降速度，會增加假負載模塊，但假負載功率有限，會瞬間被電池的大電流給燒壞。因為電池的反接，造成加工探測甚至整個系統的down機，屢見不鮮。ITECH在這部分提供了完善的保護配件，戒備電池反接模塊。防反接模塊可以在測試到電池反接的時候，立馬物理性的切斷電源和電池之間的回路，有效保護電池。此外防反接模塊也能有效進行短路保護，當測試到短路發生時，也可有效斷開回路，保護電池。
目前電池的實際探測使用中，還存在一個典型的現象，即當電池洋溢電后，假若電源仍舊接在電池兩端，雖然電源已經OFF且停止充電，但由于電源內部存在電阻電容等器件，或者如上所述的內部假負載等，會慢慢消耗電池的電量，使得被洋溢電的電池，容量減小，被二次消耗。
同樣還是艾德克斯的IT6500C系列電源及配套的電池探測系統，可提供防電池倒灌裝置，避免當電池洋溢電的情況下，由于電源內部環路倒吸電池電量的發生。此外，即便在無此倒灌裝置的條件下，IT6500C系列的單純硬件本身，也已經將電池的該類使用問題，做了盡可能的優化。目前我們可以做到最領先的技術，即無論電池電壓為多少伏，倒吸電流大小是基本恒定的，不會隨著電池電壓規格的增大，倒吸電流也同步增大的現象。而同類國外其他品牌的試驗結果是約莫有41mA的倒吸電流，且隨著電池電壓增大而增大，但IT6500C系列約莫惟有10mA。
艾德克斯有一系列針對電池探測的處理方案，IT6500C配合功率耗散器可以對電池或電池組進行無縫充放電、探測電池直流阻抗、模擬電池輸出內阻。面對低功耗物聯網電子待測物，IT6400系列雙極性直流電源具有極大優點，不但可以無縫探測電池充放電性能，更可以提供精度高達50nA的電流，可以探測車位測試儀、智能手環、地下供水表等待機功耗。利用ITS5300探測系統更可以自動完成電池的充放電性能（包括交直流內阻、溫度、SOC）及壽命測試。
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