La Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS) mostra un grande potenziale per l’analisi dei meccanismi di degrado e la valutazione delle prestazioni delle celle di batterie agli ioni di litio.
Tuttavia, la sua implementazione pratica presenta ancora diverse sfide. Tra queste vi sono la complessità e i rischi di errore associati ai tradizionali processi di test basati su stazioni fisse, le difficoltà nel garantire stabilità e riproducibilità nelle misurazioni a bassa impedenza e l’elevato costo delle apparecchiature dedicate all’EIS, che ne limita la scalabilità
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Spettroscopia di Impendenza Elettrochimica (EIS)
Quando è indispensabile per l’analisi e la risoluzione di problemi che nascono da valori della resistenza particolarmente bassi
Qualche esempio di test
In particolare, le misure di variazioni contenute di resistenza su valori che sono già molto bassi, implica difficoltà pratiche per la misura che deve essere necessariamente effettuata a 4 fili e con cavi schermati che impediscano fluttuazioni della misura dovute ad interferenze esterne. Di seguito alcune immagini di principio degli accorgimenti necessari per una buona misura, dal punto di vista del probing.
Tradizionalmente, per effettuare misurazioni EIS è necessario montare e smontare ripetutamente la batteria tra un sistema DC di carica/scarica e un analizzatore di impedenza AC, spesso facendo affidamento su operazioni manuali. Questo approccio non solo è laborioso e difficile da gestire, ma introduce anche fattori di rischio come variazioni nei contatti elettrici e fluttuazioni di temperatura, che possono causare imprecisioni nelle misurazioni, in particolare durante il test di batterie a bassa impedenza. Inoltre, i dati sono distribuiti su diversi dispositivi con un flusso di misura articolato, che ne rende estremamente complesso l’integrazione ed il monitoraggio
Chroma ha introdotto un sistema di test per l’affidabilità delle batterie integrato con funzionalità EIS, che consente il passaggio automatico tra misurazioni DC di carica/scarica e misurazioni di impedenza AC. Questa innovazione elimina la necessità di stazioni di test EIS separate: le connessioni della batteria vengono effettuate una sola volta, senza la necessità di manipolazioni o cablaggi ripetuti, riducendo significativamente il lavoro manuale e gli errori operativi. Un singolo tester EIS può supportare fino a 72 canali, con una programmazione di test flessibile che permette di eseguire simultaneamente misurazioni di impedenza e registrazione dati durante i test DC. Ciò migliora notevolmente l’efficienza e la coerenza dei dati. Il sistema offre un’uscita ad alta velocità, una risposta rapida e un’elevata precisione di misura per i test DC, e può essere abbinato a una camera climatica per il controllo della temperatura per simulare diversi scenari applicativi, fornendo una soluzione di test precisa, stabile e completa.
Questo sistema di test per l’affidabilità delle batterie di Chroma integra un analizzatore di impedenza batteria Hioki, che offre una risoluzione fino a 0,1 μΩ e un’eccezionale stabilità di misura, caratteristiche fondamentali per il test delle prestazioni di batterie agli ioni di litio a bassa impedenza. Per gli utenti che necessitano di misurazioni EIS multicanale, particolarmente indirizzata ai controlli di produzione a fine linea oppure per test di batterie che vengono verificate in blocco in prospettiva di riutilizzo / second life, la piattaforma garantisce alta affidabilità ed è particolarmente adatta ad applicazioni su larga scala, offrendo una soluzione precisa, economica e integrata per la valutazione delle prestazioni delle batterie agli ioni di litio.
L’importanza di una soluzione integrata è quella di abbinare tipologie di misure tradizionali in DC con cicli di carica e scarica che possono essere anche lunghi, a misure che danno risultati in maniera molto rapida sui parametri d’impedenza, il tutto con una semplificazione notevole del setup.
