Điện áp hở mạch OCV của pin lithium ion – test phân loại pin lỗi

Định nghĩa

Định nghĩa: Điện áp mạch hở (Open circuit voltage) của pin lithium ion là điện áp của pin khi không chịu tải và các phản ứng hóa học bên trong pin trong chế độ nghỉ.

Đường cong OCV biến thiên theo trạng thái sạc SOC, phụ thuộc vào trạng thái bên trong của pin. Vì vậy, đồ thị OCV của các loại pin hóa chất khác nhau là khác nhau

Test OCV được thực hiện nhằm phát hiện lỗi của cell pin trong các dây chuyền sản xuất cell li-ion, nằm trong bước Aging process (lão hóa pin). Pin thể hiện đặc tính tự xả, khiến giá trị OCV của chúng giảm dần theo thời gian. Khi pin có lỗi bên trong, hệ số tự xả tăng lên. Trên các dây chuyền sản xuất, thử nghiệm có tác dụng phát hiện pin có OCV giảm vượt quá giá trị đã hiệu chỉnh để có thể loại trừ pin bị lỗi.

Đồ thị OCV của pin tốt và pin xấu 

Khi nào làm kiểm tra Điện áp mạch hở (OCV)

Bài test OCV được nhà sản xuất cell pin thực hiện ngay sau lần sạc đầu tiên của lô pin mới ra lò, như một quy trình tiêu chuẩn.

Đặc biệt là trong quá trình lão hóa pin (aging process), OCV phải được đo trong những bước thời gian không đổi với độ chính xác cao, để đánh giá những thay đổi nhỏ của pin do tự xả. Thông thường, cần 100 đến 400 giờ để phát hiện các cell bị lỗi.

Quá trình Aging process của cell pin: Pin cần được lưu trữ trong môi trường ổn định trong một khoảng thời gian nhất định. OCV được đo định kỳ tại các thời điểm chính xác theo cài đặt.

Phương pháp đo OCV

Vôn kế DC được sử dụng để đo OCV của cell pin. Vôn kế phát hiện điện áp giữa điện cực dương và âm của cell pin.

OCV thường được đo bằng cách sạc pin tới trạng thái no SOC = 100%, và sau đó xả xung tới về SOC =0%, với các bước xả là 5% SOC cùng với bước thời gian nghỉ trong khoảng 1h tới 3h. OCV được đo ở cuối mỗi bước nghỉ.

Nếu SOC giảm dần tới 0 và sau đó lại tăng lên tới 100% (chính là chu kỳ sạc đầy xả cạn), chúng ta có biểu đồ OCV đầy đủ của pin.

Đồ thị điện áp mạch hở OCV biến thiên theo trạng thái sạc SOC của pin sắt 

Cách chọn vôn kế đo OCV

Khi chọn vôn kế, bạn cần lưu ý những điều sau:

• Tính chính xác cao
• Có chức năng hiệu chỉnh nhiệt độ

Máy đo OCV pin lithium ion

Trên dây chuyền sản xuất cell pin, lỗi được phát hiện dựa trên sự khác biệt vô cùng nhỏ trong các phép đo OCV. Sử dụng vôn kế DC có tính chính xác cao (đo được sai số phép đọc cao) giúp phát hiện cell lỗi sớm hơn, rút ​​ngắn thời gian thử nghiệm.

OCV của pin cũng thay đổi theo nhiệt độ. Chỉ cần thay đổi 1°C về nhiệt độ tại thời điểm đo có thể khiến giá trị OCV thay đổi vài trăm microvolt. Điều quan trọng là phải giữ nhiệt độ môi trường không đổi trong quá trình đo. Chức năng hiệu chỉnh nhiệt độ của thiết bị chuyển đổi các giá trị đo được thành giá trị điện áp ở nhiệt độ tham chiếu.