锂离子电池在二次可循环电池领域性能表现优越，广泛应用于智能手机、平板设备、笔记本电脑、智能手表等智能移动终端领域。近年来，随着新兴科技的崛起，锂离子电池的应用还扩展至5G基站、大型无人机、固定式蓄电系统、汽车动力等领域，满足此类行业在高性能化、低成本化、高安全性等方面对锂离子电池产品的更高要求。

锂电池的制造工艺较为复杂，在产品研发、电池组装、成品检测等多个生产环节都涉及不同的精密测试与检查工作，以保证各工段产品质量。优利德（UNI-T）作为领先的测试测量产品及综合解决方案提供商，致力于为电气测量领域提供高效、高精度的一揽子解决方案服务，尤其在电池与BMS单板测试和检查方面积累了丰富的设备和方案产品，『具有代表性的仪器有绝缘耐压测试仪、直流电阻测试仪 、宽范围开关直流电源、直流电子负载、电池内阻测试仪、电池内阻测试仪、示波器、信号发生器、万用表、多路温度测试仪』。

锂电池生产工序流程图

1.电极切片堆积

极片切片堆积制造工艺环节，将电极切割成预定尺寸存在电极周边产生毛刺或有金属粉末不慎落入到电极片的风险。金属粉末的混入将导致电池在工作时发生短路，甚至会产生大规模的正负极短路，发生起火、爆炸等的重大安全事故。此时须对电极片上的金属异物进行检查，对电极的正极与负极间的绝缘性能进行测试。

测试时电芯中电荷走向

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2.TAB焊接

电池能量出入极耳的焊接品质，对发挥电池的高性能特性起着至关重要作用。若极耳焊接不充分，会增加零部件间的电阻，可能会导致电池的电能损失、引起电池发热，缩短电池寿命，为尽可能减小输出的损失，控制发热在最低限度，应保证焊接部电阻接近 0Ω 的超低电阻。但实操过程中无法实现0Ω，因此一般以焊接部电阻在0.1mΩ以下作为良品与不良品的判断标准。此时需选用高分辨率的直流电阻测试仪来对极耳焊接处进行电阻测量。

极耳焊接部位

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3.电芯充放电老化测试

为防止电解液注液后负极集流体析出，须尽快进行预充电，即电池激活。预充电与充放电仪器需充分满足输出电压和电流容量的要求，为评估各类电池特性，充放电试验器需有多种充放电模式，其中最基本的容量测量是恒流恒压(CC-CV)模式充电和恒流(CC)模式放电。此外，根据电池的不同用途，还有额定电阻放电模式和额定功率模式等，可进行模拟实际使用状态的试验。

测试原理图

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4.锂电池分容

锂电组装完成后，虽尺寸一样但容量存在差异。容量划分，即通过对电芯的充放电，通过检测放电容量时的容量是否已满来确定电芯的容量。当单个单体电芯组装成一个电池组时，需筛选出容量相同的单体电芯进行组合。组合时，只有性能接近的电芯才能组成锂电池组，如动力电池组为满足电动汽车能量需求，需数十支到数千支电池组成，此时锂电池容量的一致性可保持电池系统的稳定。通过分容柜按规格将充满的电池进行放电操作，放电完成后即可通过仪器自动计算电芯容量。

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5.电芯检测

（1）电池的阻抗测量

根据电池内部电阻值变化，电池特性也会发生较大变化。内部电阻越高内部能量损耗越大，电池性能会变差。同时，使用中电池的发热也会变大，其特性与电池峰值性能变差的原因紧密相关，一般认为内部电阻越小电池特性越好。电池的内部电阻值被广泛用作判定电池特性的指标 ，这一步骤我们称之为电芯的内阻测试，需要用到专业的电池内阻测试仪器。

（2）极片与外壳间的绝缘性能测试

锂离子电池在未做好充分绝缘或绝缘电阻不足的情况下，将会降低电池寿命甚至引起着火事故，为确认绝缘电阻是否充足，须对电池单体进行绝缘电阻检查。绝缘耐压测试仪通过对绝缘体施加高电压，检出流过的微小电流从而计算出电阻值。因绝缘电阻测量所测信号非常微小，外部干扰和漏电流对测量值的影响非常大，因此良好的测量环境对获得稳定的测量值来说很重要，需选择绝缘电阻值超过阈值合格范围的绝缘电阻测试仪。

测量内阻与开路电压来确认电池的性能和安全性

内阻测量(AC-IR 测量) & (DC-IR 测量)

测量电池的内阻，有交流法与直流法两种测试方式。交流法测量出的电阻值被称为AC-IR、直流法测量出的电阻值被称为DC-IR。锂离子的性能试验规格「JISC8711, IEC61960-（小型机用）」「3JISC8715-1, IEC62620（工业用）」中，记载了使用交流法来测量内阻的相关内容。更高性能、更高安全性要求的汽车用 锂离子电芯的生产工序中，也使用交流法。优利德提供的电池内阻测试仪都是使用交流法来测试电池。

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6.BMS检测

BMS「Battery Management System」检测，即电池管理系统。单节电芯组成电池包后至少会包含1块搭载了监视、控制各电池单体的BMS基板。为最大程度发挥电池性能，用BMS对电池进行控制必不可少。

• 单体单芯检测

BMS基板能够检出电池单体电压的过电压与低电压。

• 电池均衡

BMS基板会拥有电池均衡功能，通过电池均衡可以防止电池单体出现过充电或过放电等异常状 态。这样能够保证电池包在安全的电压范围内的使用。

• 电池的 SOC (State of Charge)、SOH (State of Health)计算

SOC指电池的荷电状态，是电池管理系统的一项关键技术，是电池剩余电量的量化指标。SOH 用来描述电池的健康状态，反映电池当前的额定容量，也可以表示为电池的老化状态。BMS 具有许多复杂且重要的功能，对这些功能的检查也十分重要。开发 BMS 时需进行检测， 而制造重要功能时有时也会进行检测。

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7.模组电池包检测

• 电池包的总电阻检查

电池模组中的电池，在最终阶段需进行总电阻和 OCV 测量，以检查电池完成品是否合格。

• 充放电温度检测

在充放电的工序中，记录电池的表面温度，以监测电池状态的变化。分析记录数据检测出不合格的产品，或对电池进行等级分类。

• 电池包绝缘性能检测

检测组装完成后电极与电极间，电极与外壳间绝缘性能。

• 电池包巡检维保

定时对电池包进行巡检维保。

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各量程电池内阻/开路电压对应测量仪器

推荐设备清单

关键词:优利德 锂离子电池测试 解决方案

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来 源：UNI-T 优利德

编辑：清风

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