CN105467215A - 一种电池及电池组的交流阻抗测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，包括步骤1，选取一组阻抗元件，测试此组阻抗元件的交流阻抗谱；步骤2，将此组阻抗元件与被测电池或电池组串联构成串联电路，并测试串联电路的交流阻抗谱；步骤3，将步骤2得到的交流阻抗谱数据减去步骤1得到的交流阻抗谱数据，得到被测电池或电池组的交流阻抗谱数据。电池及电池组的交流阻抗测试方法能准确的测试出电池或电池组的交流阻抗谱，且测试的成本较低，效率较高，稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池设备检测技术领域，尤其是指一种电池及电池组的交流阻抗测试方法。
背景技术
近年来，便携式移动电子设备经历了爆炸式的发展，笔记本电脑，手机等各种便携式电子产品得到广泛普及，为二次电池的发展提供了巨大机遇，同时也提出了更多要求。目前，随着新一代电动车和混合动力电动车的商品化推进，高容量二次电池的需求量也日益增加，加之环境保护的需要，人们越来越多地致力于开发新能源，以期替代煤和石油等传统能源，也为高能量储能电池的发展提供了契机。在所有二次电池中，锂离子电池因具有高容量、长循环寿命、自放电小和高能量密度、无记忆效应等优势，近年来得到极大发展。
电池内部是一个复杂体系，其工作过程中不仅包含液相传质过程，也有电子转移过程。电池阻抗不仅决定了电池使用过程中的产热及能量损失，也能够在电池性能及状态预测方面起重要作用。多孔电极产生的感抗，电解液、隔膜、极耳等存在的接触电阻，电极表面双电层导致的容抗等最终构成了复杂的内部阻抗。因此在实际应用中，探测电池中每个阻抗在使用过程中的相应变化，对于判断电池的性能状态有重要意义。
目前动力电池主要采用钢壳、铝壳或软包电池，这种动力电池内部由多个电池采用并联方式组成，整个电池的内部阻抗也大大减小，只有几到几十毫欧。交流阻抗谱中采用的电位扰动一般是5-10mV，因此动力电池测试交流阻抗时，其电流可达几个安培，由于商业化电化学工作站的普遍电流上限只有1安培左右，因此无法直接实现交流阻抗测试。更重要的是，如果测试过程中电流过大，测试条件已经远远超过了阻抗测试稳定性条件的要求，对电池会有很大影响，所产生的信号也已经不是扰动信号，得到的阻抗谱数据也已经没有任何意义。目前主要在电化学工作站上配备专用的电流放大器，用来进行动力电池的内部阻抗分析，但是这种电流放大器造价极高，并且目前世界上仅有极少公司可以制造。
中国专利公开号CN103513211A，公开日2014年1月15日，名称为“交流阻抗测试仪检测装置”中公开了一种交流阻抗测试仪检测装置，包括显示控制器、程控电源以及标准表，所述的显示控制器，与所述的程控电源相连接；所述的程控电源，分别与所述的标准表、被测的交流阻抗测试仪相连接；所述的标准表，与所述的显示控制器相连接；所述的显示控制器，还用于接收所述交流阻抗测试仪根据所述的第一电压信号、第一电流信号返回的第二电压信号、第二电流信号，根据所述的第二电压信号、第二电流信号以及所述的测量结果输出所述交流阻抗测试仪的检测结果。不足之处在于，该检测装置结构较为复杂，且不能直接用于电池及电池组的测试。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中交流阻抗测试的成本较高，且对于电池及电池组测试不够准确、电池容易损坏的缺陷，提供一种能准确测试电池及电池组交流阻抗的测试方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，包括以下步骤：
步骤1，选取一组阻抗元件，测试此组阻抗元件的交流阻抗谱；
步骤2，将此组阻抗元件与被测电池或电池组串联构成串联电路，并测试串联电路的交流阻抗谱；
步骤3，将步骤2得到的交流阻抗谱数据减去步骤1得到的交流阻抗谱数据，得到被测电池或电池组的交流阻抗谱数据。
将被测的电池或电池组串联阻抗元件，使经过电路的电流大大减小，符合电池或电池组正常工作的环境，所测出的电池的交流阻抗谱数据较为符合真实数据，且只需串联一组阻抗元件即可完成测试，测试过程简单、测试成本较低。
作为一种优选方案，阻抗元件为电阻、电容或电感。
作为一种优选方案，阻抗元件为电阻、电容或电感中的一类，或阻、电容或电感中的至少两类串联或并联组成，或阻抗元件为电阻、电容和电感三类混联组成。串联或并联或混联增加的系统的稳定性，并联时某一个元器件损坏时也能正常使用，或反接或接错时也不会烧坏电池或电池组。
作为一种优选方案，阻抗元件为单个电阻。
作为一种优选方案，阻抗元件为电阻、电容或电感中至少两类并联组成，在每个并联支路上均设有开关；还包括步骤4，将并联电路中的至少一个开关至多两个开关断开，并重复步骤1至步骤3；
步骤5，将多次测得的电池或电池组的交流阻抗谱数据取算术平均值，得到最终的电池或电池组的交流阻抗谱数据。
根据此方法可以对电池或电池组的交流阻抗谱进行多次测量，最后得到的交流阻抗谱数据进一步减小了误差，提高了准确性。
作为一种优选方案，电阻为标准电阻及有阻抗的线材和块体。
作为一种优选方案，阻抗元件的阻抗大小为0.1Ω-100kΩ。
作为一种优选方案，阻抗元件的阻抗大小为10Ω-1000Ω。
本发明的有益效果是，电池及电池组的交流阻抗测试方法能准确的测试出电池或电池组的交流阻抗谱，且测试的成本较低，效率较高，稳定性好。
附图说明
图1是本发明的阻抗元件为100Ω标准电阻的交流阻抗谱图；
图2是本发明的100Ω标准电阻与待测电池串联后的交流阻抗谱图；
图3是图2去掉100Ω标准电阻的交流阻抗谱后得掉的电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图；
图4是本发明的阻抗元件为0.5Ω标准电阻的交流阻抗谱图；
图5是本发明的0.5Ω标准电阻与待测电池串联后的交流阻抗谱图；
图6是图5去掉0.5Ω标准电阻的交流阻抗谱后得掉的电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图；
图7是本发明另一种去掉100Ω标准电阻的交流阻抗谱后得掉的电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例1：一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，包括以下步骤：
步骤1，选取一组阻抗元件，阻抗元件为100Ω标准电阻，测试此组阻抗元件的交流阻抗谱；
步骤2，将此组阻抗元件与被测电池或电池组串联构成串联电路，并测试串联电路的交流阻抗谱；
步骤3，将步骤2得到的交流阻抗谱数据减去步骤1得到的交流阻抗谱数据，得到被测电池或电池组的交流阻抗谱数据。
电池的制备过程为以N-甲基-吡咯烷酮(NMP)为溶剂，将硅碳负极、乙炔黑和粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按8：1：1的质量配比混合均匀，涂覆于集流体上，然后120℃烘干后压制，制得测试电极。以金属锂为测试电极对电极，采用2025型扣式电池进行测试。将测试电极、隔膜（Celgard2400）、锂金属片依次叠层好后放入2025扣式电池电池壳中，以1摩尔/升的六氟磷酸锂（LiPF6）的碳酸亚乙酯：碳酸二甲酯（EC/DMC，体积比为1：1）溶液作为电解液，在H2O和O2含量均小于0.1ppm的手套箱中，利用封口机密封电池壳制得锂离子电池。
阻抗谱的测试频率范围为0.1~105Hz，扰动电压最大值为5mV。阻抗元件为100Ω标准电阻的交流阻抗谱图如图1所示，100Ω标准电阻与待测电池串联后的交流阻抗谱图如图2所示，去掉100Ω标准电阻的交流阻抗谱后得掉的电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图如图3所示，发现两者吻合度很高，说明本发明时候的方法有效。
实施例2：一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处在于阻抗元件为0.5Ω标准电阻。
电池的制备过程为以N-甲基-吡咯烷酮(NMP)为溶剂，将三元材料正极、乙炔黑和粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按8：1：1的质量配比混合均匀，涂覆于集流体上，然后120℃烘干后压制，制得测试电极。以金属锂为测试电极对电极，采用2025型扣式电池进行测试。将测试电极、隔膜（Celgard2400）、锂金属片依次叠层好后放入2025扣式电池电池壳中，以1摩尔/升的六氟磷酸锂（LiPF6）的碳酸亚乙酯：碳酸二甲酯（EC/DMC，体积比为1：1）溶液作为电解液，在H2O和O2含量均小于0.1ppm的手套箱中，利用封口机密封电池壳制得锂离子电池。
阻抗元件为0.5Ω标准电阻的交流阻抗谱图如图4所示，0.5Ω标准电阻与待测电池串联后的交流阻抗谱图如图5所示，去掉0.5Ω标准电阻的交流阻抗谱后得掉的电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图如图6所示，发现两者吻合度很高，说明本发明时候的方法有效。
实施例3：一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其原理和实施方法与实施例2基本相同，不同之处为阻抗元件为100Ω标准电阻，电池交流阻抗谱图与电池实测的交流阻抗谱图的对比图如图7所示，发现两者吻合度很高，说明本发明时候的方法有效。
实施例4：一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其原理和实施方法与实施例1基本相同，不同之处是所述的阻抗元件为电阻、电容或电感中至少两类并联组成，在每个并联支路上均设有开关；还包括步骤4，将并联电路中的至少一个开关至多两个开关断开，并重复步骤1至步骤3；
步骤5，将多次测得的电池或电池组的交流阻抗谱数据取算术平均值，得到最终的电池或电池组的交流阻抗谱数据。
Claims (8)
1.一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，选取一组阻抗元件，测试此组阻抗元件的交流阻抗谱；
步骤2，将此组阻抗元件与被测电池或电池组串联构成串联电路，并测试串联电路的交流阻抗谱；
步骤3，将步骤2得到的交流阻抗谱数据减去步骤1得到的交流阻抗谱数据，得到被测电池或电池组的交流阻抗谱数据。
2.根据权利要求1所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，所述的阻抗元件为电阻、电容或电感。
3.根据权利要求1所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，所述的阻抗元件为电阻、电容或电感中的一类，或电阻、电容或电感中至少两类串联或并联组成，或阻抗元件为电阻、电容和电感三类混联组成。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，所述的阻抗元件为单个电阻。
5.根据权利要求3所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，所述的阻抗元件为电阻、电容或电感中至少两类并联组成，在每个并联支路上均设有开关；还包括步骤4，将并联电路中的至少一个开关至多两个开关断开，并重复步骤1至步骤3；
步骤5，将多次测得的电池或电池组的交流阻抗谱数据取算术平均值，得到最终的电池或电池组的交流阻抗谱数据。
6.根据权利要求4所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，所述的电阻为标准电阻及有阻抗的线材和块体。
7.根据权利要求1所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，阻抗元件的阻抗大小为0.1Ω-100kΩ。
8.根据权利要求7所述的一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，其特征是，阻抗元件的阻抗大小为10Ω-1000Ω。
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|---|---|
| CN (1) | CN105467215A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106771634A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种电池阻抗测量系统 |
| CN110658474A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种减小动态阻抗测试误差的方法及装置 |
| CN112630674A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-09 | 阳光电源股份有限公司 | 一种阻抗监测方法、系统及控制器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110031048A1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Capacity Maintenance Ratio Determination Device, Battery System And Electric Vehicle |
| CN102621391A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 哈尔滨工业大学 | 微弧氧化负载阻抗谱在线测试方法及实现该方法的在线测试系统 |
| CN103128059A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 哈尔滨智木科技有限公司 | 一种利用电池阻抗谱进行分选的设备 |
| CN103513211A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 交流阻抗测试仪检测装置 |
| CN103782413A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-05-07 | 原子能及能源替代委员会 | 包括串行或并行设置的电池单元的块结构电池 |
| CN104035060A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-10 | 国家电网公司 | 一种阀控式密封铅酸蓄电池内阻测量准确度校验方法 |
-
2015
- 2015-01-16 CN CN201510022781.9A patent/CN105467215A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110031048A1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Capacity Maintenance Ratio Determination Device, Battery System And Electric Vehicle |
| CN103782413A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-05-07 | 原子能及能源替代委员会 | 包括串行或并行设置的电池单元的块结构电池 |
| CN103128059A (zh) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 哈尔滨智木科技有限公司 | 一种利用电池阻抗谱进行分选的设备 |
| CN102621391A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 哈尔滨工业大学 | 微弧氧化负载阻抗谱在线测试方法及实现该方法的在线测试系统 |
| CN103513211A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 交流阻抗测试仪检测装置 |
| CN104035060A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-10 | 国家电网公司 | 一种阀控式密封铅酸蓄电池内阻测量准确度校验方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 夏勇: "蓄电池内阻在线监测装置的研究", 《通信电源技术》 * |
| 汤秀芬 等: "基于锁相放大技术检测VRLA电池的内阻", 《电池》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106771634A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种电池阻抗测量系统 |
| CN110658474A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种减小动态阻抗测试误差的方法及装置 |
| CN112630674A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-09 | 阳光电源股份有限公司 | 一种阻抗监测方法、系统及控制器 |
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