前 言
在电化学领域，电池测试设备是研究和开发新型电池技术的关键工具。随着新能源技术的飞速发展，高精度测试设备在电池测试中的重要性愈发凸显。充放电设备主要用于锂电池的一致性、安全性、功能性和可靠性的测试与评估，是锂电池生产、研发、应用等阶段不可或缺的重要环节。 今年5月8日，工信部公开征求了对锂电池行业规范条件及公告管理办法的意见，旨在引导企业减少单纯扩大产能的制造项目，强调技术创新，提高产品质量。市场已经推动电池产业从以“数量”为主的竞争转向以“质量”为导向的竞争。作为新能源行业的刚需产品，充放电设备如何帮助电池行业完成质的飞跃，为行业良性发展提供有效支撑？ 充放电设备为什么要高精度？ 在电池的开发与优化过程中，测试数据的准确性直接影响研究结果的可靠性。高精度电池测试设备能够提供精确的电化学参数，帮助研究人员深入了解电池内部的物理和化学变化。这些变化通常非常微小，只有通过高精度的测试设备才能被精确捕捉。 精确的电流与电压测量 在电池充放电过程中，电流和电压的变化是表征电池性能的基本参数。高精度的电流与电压测量不仅能确保数据的真实性，还能帮助研究人员发现潜在的性能问题，如微小的电压波动可能预示着电池寿命的衰减。 目前市面上量产的设备精度多为千分之一或万分之五，主要用于电芯的循环测试验证。对于充放电设备，电压和电流的精度通常涉及两个方面：控制精度和测量精度。尽管两者相关，但它们有不同的意义和改进方法。 通俗来讲，设备就是器件的堆叠，再用特定的逻辑控制来实现想要的功能，好的器件选取不仅能够提升设备精度，而且能够确保设备长期的稳定性。精度高，稳定性好的充放电设备一定是在器件选型阶段做了大量的成本投入，这就是为什么超高精度充放电（UHPC）价格是普通充放电设备的数十倍之多。 控制精度：控制精度是指设备能够精确地调节并保持目标电压或电流的能力。这决定了设备在充放电过程中能否按照设定的值进行操作，而不偏离目标值。这里的关键是设备硬件的控制能力，它通过高精度数字信号处理器（DSP）或微控制器来实现电压和电流的精准控制。硬件设计涉及多个方面，例如精密电源和控制回路的设计，可以有效减少噪声和干扰，确保设备能够快速响应并稳定在设定值上。此外，使用低温漂和低时漂电阻、精密电容器等高质量元器件，可以有效减少因温度变化和老化等因素引起的误差，这就是大家常听到研发人员讲的所谓的器件的“温漂和时漂”。 测量精度：测量精度是指设备在测量实际电压或电流时，能够接近真实值的程度。这反映了设备测量系统的准确性和稳定性。这里的关键字是“设备测量系统”，也就是用户在控制软件上实际读取的数据。理解这一点的逻辑是：硬件首先通过高精度的模数转换器（ADC），将模拟信号转换为数字信号，然后上传给软件供用户读取和使用。要实现高测试精度，需要优化测量电路，减少测量过程中引入的噪声和误差。例如，采用四线制测量方式可以消除导线电阻的影响。此外，用户在实际使用中应定期对设备的通道进行校准，而校准本身就是对由于设备硬件的时漂和温漂造成的控制误差进行的测量精度的验证和调整。 精度和重复性标靶图 在实际应用中，控制精度和测量精度都非常重要。控制精度确保设备能准确执行操作，测量精度则保证了反馈信息的准确性，从而为设备的进一步控制提供可靠的数据。 如果你阅读充放电设备的规格书，会发现每个厂家对于精度的定义都不一样，很多情况下只标明了一个精度参数。这种情况下，其实精度指的是测试精度，因为这是作为用户直接可以观测并且验证的参数。 元能科技作为一家专业的锂电检测设备供应商，多年来深耕设备开发，积累了丰富的客户需求和痛点经验。充放电产品的开发正是为了应对客户不断提升的标准，并为客户提供量身定制的服务。我们目前开发的设备配备有8个万分之一精度的测试通道，集成了CV（循环伏安）和EIS（交流阻抗谱）等电化学模块，可将CV或EIS测试工步同步编入循环测试工步内，便于客户进行长循环的CV或EIS监测。 元能电池测试系统 集成式软件工步编辑 高精度测试如何能为电池研究提供帮助？ 对于高精度充放电设备的应用场景其实千变万化，毫不夸张地说"一千个用户眼中有一千个哈姆雷特" ，但归根结底是为了解决三个问题。 1. 提升能量密度：通过精确测试新材料的容量、电压平台和循环寿命，研究人员可以找到提升电池能量密度的最佳方案，从而推动更高效、更持久的电池问世。 2. 提高安全性：高精度的测试设备可以捕捉到电池内部潜在的安全隐患，如过充、过放或热失控现象。通过精确分析这些数据，可以改进电池设计，提高电池的安全性，避免事故发生。 3. 延长使用寿命：电池的衰减机制复杂且多样化。通过高精度的长时间循环测试和阻抗分析，研究人员可以深入了解电池的老化过程，找到延长电池寿命的有效方法。 其实元能的小伙伴之前有做过专门的公众号文章来解释这些应用场景，大家如果感兴趣的话，欢迎移步至：“走进电化学 | 高精度充放电测试对锂电池寿命预测的意义”进行阅读。 结 语 作为设备研发的行业从业者，小编深知技术创新对于数据精准性的重要性。看到越来越多的精密设备被国产设备替代，感受到了行业的进步。然而，如何保证设备长期稳定的精准测试仍是一个系统性课题。虽然国内设备技术进步显著，但仍有客户因“国产”设备问题而转向国外品牌，即使要支付更高的价格。 新能源行业内卷严重，从积极层面看，技术内卷帮助中国新能源行业实现了不少“弯道超车”，让企业站在了世界舞台。然而，保持领先地位的关键在于技术创新。超越别人不是终点，关键在于做得更好。最后，向所有新能源行业的研究者和从业者致敬，我们有幸在这个日新月异的行业中为推动行业进步贡献力量。小编认为，弯道超车只是途径，技术沉淀才是长久之计。毕竟，技术不止眼前的苟且，还有诗和远方的田野，不是吗？
