电池芯绝缘测试器Model 11210

Chroma 11210电池芯绝缘测试器是专为锂电池干电芯之漏电流(LC)或绝缘电阻(IR)异常检出而量身打造的绝缘测试器，亦可量测固态电容、积层陶瓷电容(MLCC)、高压电解电容与绝缘材料。不仅具备标准的LC/IR量测外，更设计「于高压量测过程中，可针对绝缘体内强烈的局部放电(Partial Discharge, PD)或电气闪络(Flashover)进行侦测与分析(以下简称"PD侦测功能")」，此功能可协助检测出锂离子电池干电芯在电解液填充前的有效绝缘距离是否足够，避免潜在不良品进入下一生产阶段或流入终端市场。相对于传统的绝缘测试，11210提升了锂离子电池驱动之电子电气产品和电动车的安全性及绝缘材料品质检测领域到新的境界。

Chroma 11210使用特殊电路设计提供PD侦测功能，全程监测测试过程中电芯内是否曾经发生过因局部异常放电而产生的异常电气闪络并量化为可视程度并同时记录波形。在达到测试电位后，测试时间内也会与一般耐压或绝缘测试器一样进行漏电流或绝缘电阻值测量判定异常。+瞬时高压测试(+Flash)功能提供两阶段间断式高低电压，分别检测待测物在高压时耐压特性以及低压下漏电流表现，独立的判定漏电流大小以及PD检出功能，可以有效作用于各种储能元件。

Chroma 11210的高水平充电电流和快速的量测电路，将整体测试速度大幅提升，对一般电容性待测物做的绝缘测试，均可细分为四个程序：充电→判定延迟→测量→放电，且最快能在20ms内自动的依序执行一个完整的测试，明显提升生产线的效率。在漏电流量测上，从最小1pA至最大20mA细分为7个档位以达到精准的LC/IR量测。此外，Auto-range功能可自动切换至最佳档位执行量测，省却使用者的时间并确保量测之精准度。

接触检查对于绝缘测试的可靠性有决定性之影响，在整个量测过程中，“没有接触”也很有可能被判定为良品，此误判会使不良品进入市场，若待测物的绝缘电阻非常高，此误判情形会更明显；所以一般而言，绝缘测试的过程中必须进行接触检查，Chroma 11210使用高阶电路架构，能在5ms内执行一次完整的接触检查，并可选择量测前执行、量测后执行或量测前后皆执行。

• 锂电池安全课题
• 强烈局部放电(P.D.) /电气闪络(Flashover)侦测与量测功能
• +瞬时高压测试(+Flash Test)功能
• PD功能日常检验

 

 

 锂电池安全课题

锂电池内短路有许多不同的情形，其中最严重的一种就是正极的铝金属短路到负极的涂布材料，这样的短路发生时，会在极小的局部空间内产生大量的热能，导致起火或爆炸! 类似这样的电池起火爆炸，是导致过去十年中多起汽车燃烧事件的主因。 [图1]

▲ [图1] 因电池起火爆炸而造成汽车燃烧

锂电池(LIB)的起火或爆炸所造成的灾难已经是近年来为使用者所严重关切的议题，随着科技不断的演进，锂电池的能量密度也不断地提高，锂电池安全性的问题更进一步演变成使用者生活中的一个潜在危机!为彻底杜绝这样的潜在危机，锂电池起火爆炸的根因必须要被找到，有潜在危机的产品必须要在出厂前被筛出；研究报告显示，正极的铝金属(AL)与负极的涂布材料(Anode) 之间的短路是起火爆炸的根因[图2]，而正极铝金属上的毛刺或于绝缘层中的杂质颗粒是此等内部短路的主因[图3]。

▲ [图2] 四种不同的锂电池内部短路所造成的温度爬升曲线

▲ [图3] 锂电池内正极铝金属上突出的一个毛刺有可能触碰到负极涂布的材料，并因此而造成起火或爆炸

研究报告中显示，负极涂布的材料 (通常是石墨) 在每一次充电过程中都会稍微的膨胀，经过多次充电后，膨胀导致厚度增加高达24%造成正负极之间极距缩短[图4]，导致原本电极间因电极毛边或金属异物混入而使有效距离短于应有设计，就容易演变为内部短路。通常锂电池在生产线上都会经历过几回的充放电循环。举例来说，若有两个瑕疵电池，都各自具有一个长度不同的毛刺在其铝电极板上 [图5中的case 1 & case 2]，case 1极可能在生产线上的第二回充电时，就爆发内短路的问题，但case 2就会不幸地发生在消费者身上。

▲ [图4] 在实际的测试中发现，即便只经过10次的充放电循环， 在负极的石墨材料就可能膨胀超过24%

▲ [图5] 两个瑕疵电池，都各自具有一个长度不同的毛刺在其铝电极板上，一般而言，这两个电池将会在不同的时间点爆发内短路的问题