HIOKI BT4560-60 Batterie-Impedanzmessgerät

Artikel-Nummer: HIO-BT4560-60

Batterieimpedanzmessgerät mit einstellbarer Frequenz zur Analyse von Li-Ion-Batterien

Die neue Version des HIOKI BT4560 Batterieimepdanzmessgerät ist die ideale Lösung zur Selektion von Li-Ion Zellen mittels Cole-Cole Plot sowie zur Alterungsanalyse.

Messfrequenz: 0,01 Hz bis 10 kHz
DC-Spannungsmessbereich: 5 V
Widerstandsbereiche: 3 mΩ, 10 mΩ, 100 mΩ
Maximaler Prüfstrom: 1,5 A rms (3 mΩ-Bereich)
Schnittstellen: LAN, RS-232C, EXT. I/O
Impedanzprüfung von Lithium-Ionen-Zellen und Zellen mit hoher Kapazität in Produktion und Endprüfung
Zellprüfung und Matching nach Impedanz und Kapazität für Modul- und Packfertigung
Hochfrequente Analyse des Verhaltens der Solid Electrolyte Interface (SEI) und von Separatoren in Forschung und Entwicklung
Automatisierte Impedanzmessung mit den HIOKI Multiplex-Systemen SW1001 / SW1002

Das HIOKI BT4560-60 Batterie-Impedanzmessgerät ist speziell für die Messung von Lithium-Ionen-Batteriezellen (LiB) ausgelegt und ermittelt die Impedanz von Zellen im Frequenzbereich von 0,01 Hz bis 10 kHz bei einem DC-Spannungsmessbereich von ±5 V. Dank des erweiterten oberen Frequenzbereichs kann die Impedanzanalyse von Lithium-Ionen-Zellen nun auch bei höheren Frequenzen durchgeführt werden. So können die Auswirkungen der Solid Electrolyte Interface (SEI) und des Separators untersucht werden, wodurch das Verständnis des elektrochemischen Verhaltens vertieft wird. Das Gerät hat Messbereiche von 3 mΩ, 10 mΩ und 100 mΩ zur Auswahl und eignet sich somit für die Prüfung von Zellen mit sehr niedrigem Innenwiderstand, wie sie in Traktionsbatterien und Energiespeichersystemen verwendet werden.

Der Prüfstrom erreicht im 3-mΩ-Bereich maximal 1,5 A rms; in höheren Bereichen ist er entsprechend niedriger. Der Impedanzmesswert kann mit einer minimalen Auflösung von 0,1 µΩ erfasst werden. Das Vierleiter-Paar-Messverfahren verringert die Auswirkungen von Leitungswiderständen, magnetischer Kopplung und Wirbelströmen im Rahmen der Messung. Es beruht auf dem Prinzip der Vierleitermessung (https://www.hioki.com/euro-en/products/resistance-meters/battery/id_1381510), verwendet jedoch zusätzlich abgeschirmte Paare für den Strom- und Spannungspfad, wie sie bei LCR-Messgeräten und Impedanzanalysatoren verwendet werden, um Kopplungseffekte und Phasenfehler bei hohen Frequenzen zu verringern. Es ist möglich, mit dem Gerät Zellspannungen in beiden Polaritäten zu messen, sofern diese innerhalb von ±5 V liegen. Die Polung der angeschlossenen Zelle hat für die Messung keinen Einfluss.

Anwendungen und elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)

Zur Bewertung von Hochkapazitätsbatteriezellen in Traktions- und Energiespeichersystemen wird der BT4560-60 verwendet. In Produktionsumgebungen dient er der Impedanzmessung und -prüfung nach Abschluss des Zellmontageprozesses. Er wird in der Modul- und Packfertigung zur Eingangskontrolle und Qualifizierung einzelner Zellen verwendet, damit eine gleichmäßige Leistungsfähigkeit im Verbund gewährleistet ist. Das Gerät eröffnet in Forschung und Entwicklung die Möglichkeit, Impedanzverläufe, Diffusionsprozesse und Alterungsphänomene im Zusammenhang mit dem State of Health (SoH) zu analysieren. Des Weiteren ist es geeignet für das Zell-Matching, bei dem Zellen basierend auf ihrer Impedanz und Kapazität gruppiert werden, um eine ausgewogene Performance in zusammengesetzten Batteriepacks zu erreichen.

Bei einer Verbindung über USB mit einem Computer kann das Gerät für elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) genutzt werden. Die mitgelieferte Software führt Frequenzsweeps durch, erfasst Impedanzdaten und präsentiert Nyquist- sowie Bode-Diagramme zur Analyse. Diese Einrichtung eignet sich besonders für Laboranwendungen, bei denen der PC zur Durchführung von Impedanzmessungen verwendet wird. Außerdem ist es möglich, die Daten in ZView® zu exportieren, um eine detaillierte Analyse des Ersatzschaltbilds vorzunehmen.

Systemintegration und Automatisierung

Der BT4560-60 kann mit seinen LAN- und RS-232C-Schnittstellen sowie einem EXT. I/O-Anschluss für Steuer- und Triggersignale problemlos in automatisierte Prüfsysteme integriert werden. Er kann mit externen Steuerungen oder Multiplex-Systemen zur Sequenzsteuerung verbunden werden, wodurch er sowohl in der Produktion als auch in der Qualitätssicherung eingesetzt werden kann. LabVIEW-Treiber und Beispielprogramme sind für PC-gestützte Automatisierung sowie maßgeschneiderte Steueranwendungen verfügbar. Das Gerät lässt sich direkt von einer SPS ansteuern oder zusammen mit den HIOKI Multiplex-Systemen SW1001 / SW1002 und anderen geeigneten Lösungen verwenden, was eine flexible Integration des BT4560-60 in automatisierte Testumgebungen ermöglicht.

Bei dem BT4560-60 handelt es sich um ein Gerät, das die Impedanz mit einem Wechselstromsignal geringer Amplitude misst. Dieses Signal hat keinen Einfluss auf den elektrochemischen Zustand der Zelle. Dank dieses Verfahrens sind genaue Impedanzmessungen möglich, ohne dass Wärme entsteht oder Alterungseffekte auftreten – selbst bei Hochkapazitätszellen oder neu entwickelten Zelltypen. Messkabel für Anwendungen im Labor und in der Produktion können separat erworben werden. Die Kelvin-Kabel mit Klemmen (L2002) sind für laminierte Batteriezellen wie Pouchzellen geeignet, während die Kelvin-Kabel mit Pogo-Pins (L2003) für zylindrische oder montierte Zellen gedacht sind – auch in automatisierten Prüfumgebungen. Das in Japan entwickelte und produzierte BT4560-60 vereint Präzision, Stabilität und Verlässlichkeit für den professionellen Einsatz in Forschung, Entwicklung und Fertigung.

Hersteller-Infos

Datenblatt

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