簡易測電池內阻

oolanman

當初買這個esr表，功能有電容esr，DCR，電池內阻~
一般電池沒電就回收沒問題，但鋰電池跟充電電池可能先後買或充電次數不同就有分好壞?
臨時用原開發者的方法，做一個串連一顆電容的治具，用一個多腳IC座當插座，一邊是串電容防止直流傷表，
另一邊可以用測電容延長座~



綠色是全新松下鋰電池，藍色品牌不知，是淘汰下來當手電筒電池，粉紅色目前服役中~





身邊沒有沒電電池，找到一顆驗電筆用的電池，是沒電的~



準度如何不知? 至少讓我能簡易測量就好!! 蓄鉛電池我就不敢測了!! 祝大家中秋節快樂~

ps: 縮圖後照片有點不清楚!! 沒關係滴，重點是那顆沒電的電池，阻值很大!!

duke83

這台我也有在用但只有用來測電解電容的好壞，要拿來測電池內阻理論上測試規格不對但實際上可以拿來參考一下。
原開發者在此機的特性說明中也沒有提到可以測電池內阻，是後來的補充說明文件中說可以串連一個電容隔直流後來測試電池。
原因是此機使用 100KHz 的頻率來測試電解電容，而測試電池內阻是使用 1KHz 的頻率，此機既然不能更改測試頻率當然就不能標榜能夠測電池，所以硬要拿來測試其數值只能拿來參考，或是從一堆電池中挑出相對交流內阻相對比較低的那幾顆。

不同種類的電池在 1KHz 與 100KHz 時的交流內阻數值會有多大差異這點我沒有去研究過我不敢說，以前都是拿正確的儀表與標準的操作方式得到的數值就不會差異太多。
電池的種類、型號、可否快速放電、電量多寡與次數壽命都會反應在內阻上，好壞的判定沒有絕對值只有經驗值，所以應該儘可能減低儀表的誤差才不至於誤判。

duke83

今早有空來驗證一下用 1KHz 與 100KHz 來測試電池的差異。

先拿出 ESR-2500A 串上一個 1000uF 來測 18650 的內阻，被測物是兩顆串連的 NCR18650PF 其中的一顆。
數值怎麼這麼高是 0.12 歐姆，印象中 NCR18650PF 應該是三十幾毫歐姆才對。


再拿出數位電橋來測同一顆電池，測試頻率選 1KHz，黃色標記的夾子裡面有ㄧ個隔直流電容所以可以直接夾在電池上。
數值是 29.7 毫歐姆，這數值比較正常了。


再接再厲拿出專業的儀表來驗證到底上面兩個方法誰的數值才是比較正確的。
主測試儀器使用音頻分析儀，具有平衡式低阻抗輸出有幾百毫安的驅動能力，還有一個交流電壓表可以直讀。
還要一台數字交流電流表來觀看測試電流，連結方式是音頻分析儀的輸出單邊先串上交流電流表再接到被測物 18650 電池，18650 電池的兩端再接到音頻分析儀的交流電壓表的輸入，此機內部已經能夠隔直流所以不需外部隔直流電容了。

先測 100KHz 時的交流阻抗，電壓是 10.87mV 電流是 100.49mA 兩者相除就是阻抗 108.16mΩ。


再測 1KHz 時的交流阻抗，電壓是 2.91mV 電流是 100.27mA 兩者相除就是阻抗 29.06mΩ。


經驗證後上面兩台表的數值都差不多有準，只是一台是測 100KHz 另一台是 1KHz 的交流阻抗。

oolanman

哇~ 專業的測試文，非常感謝大大無私分享，讓小弟大開眼界~小弟沒評分權限，只能口頭謝謝請見諒~
當初跟這位作者買錶時，他的寶貝詳情也沒說可以測電池內阻，後來他又改版之後才補充可以測~
我才根據那個論壇裡的方法，土製一個治具來測試，經過大大的測試，這個表還是有料的，不是在吹牛~

duke83

oolanman 發表於 2019-9-14 06:26 PM
哇~ 專業的測試文，非常感謝大大無私分享，讓小弟大開眼界~小弟沒評分權限，只能口頭謝謝請見諒~
當初跟這 ...

我做的這些測試只是要來證明用 100KHz 來測電池內阻與業界常用的 1KHz 標準有多大的差異，或是換句話說來說原作者寫“可兼作電池內阻測試儀”是不負責有誤導欺騙的嫌疑，有在使用這工具的人不要被騙他是不能測得正確的電池內阻數值，乖乖地使用他來測電解電容就好。

antlu

duke83 發表於 2019-9-14 11:49 AM
今早有空來驗證一下用 1KHz 與 100KHz 來測試電池的差異。

先拿出 ESR-2500A 串上一個 1000uF 來測 18650  ...

真是令人留口水的儀器,還好,我都不懂!!所以看看就好!! 得寶劍只能供著!!

duke83

antlu 發表於 2019-9-14 09:02 PM
真是令人留口水的儀器,還好,我都不懂!!所以看看就好!! 得寶劍只能供著!!

要來打臉大陸人不搬出點設備不行，有照片有儀器才能證明你的所言非假。

oolanman

duke83 發表於 2019-9-14 08:27 PM
我做的這些測試只是要來證明用 100KHz 來測電池內阻與業界常用的 1KHz 標準有多大的差異，或是換句話說來 ...

了解~~ 上了一課很寶貴的課，我試看看能不能改標題?不要誤導別人，感恩~

ps: 不能改標題了，只能留言給大家看~

duke83

oolanman 發表於 2019-9-14 09:57 PM
了解~~ 上了一課很寶貴的課，我試看看能不能改標題?不要誤導別人，感恩~

ps: 不能改標題了，只能留言給 ...

電池內阻測試本來就是一種冷門少人知道的知識，藉著您的發帖才能讓大家知道其中的差異，學習的過程中錯誤的經驗會讓人一輩子都記得。

oolanman

duke83 發表於 2019-9-14 10:14 PM
電池內阻測試本來就是一種冷門少人知道的知識，藉著您的發帖才能讓大家知道其中的差異，學習的過程中錯誤 ...

真的很感謝前輩無私指導，也讓我長知識了!! 感恩~ 假日愉快..

tarktung97

duke83 發表於 2019-9-14 08:27 PM
我做的這些測試只是要來證明用 100KHz 來測電池內阻與業界常用的 1KHz 標準有多大的差異，或是換句話說來 ...

鋰電池和電解電容相似,都是卷繞式的結構,也可以說是導體-絕緣-導體的三層結構,
因此頻率越高阻抗就越高,所以用100KHz量的一定偏高
只是就算是用1KHz量到的,也不能和其充放電的內阻劃上等號
正規的應該是用不同的電流放電(電子負載)同時量端電壓去fit
如果有SMU,簡單寫個小程式就可以自動量測了

duke83

tarktung97 發表於 2019-10-4 11:02 PM
鋰電池和電解電容相似,都是卷繞式的結構,也可以說是導體-絕緣-導體的三層結構,
因此頻率越高阻抗就越高, ...

所有電池業界的標準內阻測試都是使用 1KHz 交流內阻，可以仔細看電池的原廠技術文件在內阻那欄就會備註 1KHz。

用直流充電或放電去計算出來的稱為直流內阻，又常常是充電直流內阻數值不等於放電直流內阻，電池電壓的高低也會影響到直流內阻的數值，不同的放電或充電電流其直流內阻也不同，很難抓一個標準條件來做測試。
測試時又影響到內部儲存的電荷多寡，例如鋰電池有一個最佳儲存電壓約是其充飽電壓的六至七成可以讓此電池長期存儲一年以上，如果出貨檢查或收貨驗收是使用直流內阻測試法勢必改變此最佳儲存電壓。

直流內阻測試的時間要多上許多無法滿足電池廠出貨的測試時間，電池專用的交流內阻表只要零點幾秒就能讀出，因為交流內阻測試法簡單又快速所以才會成為所有電池業界的標準測試法。

現在大部分的航模充電器都有直流內阻的讀數，還能透過 RS-232 介面接到電腦畫出充電或放電的電壓與電流曲線，想要看到整段過程的直流內阻變化曲線也可以，所以不需要用到電子負載來控制與寫程式，只要有航模充電器就能直接測直流內阻的變化，但仿間沒看過有內含交流阻抗測試的航模充電器。
對岸的 M8 電子負載倒是有附 1KHz 交流阻抗測試的電路與同時顯示直流與交流阻抗各是多少，但由於其 1KHz 測試訊號不是標準的正弦波而是方波所以測出的交流阻抗數值偏高。

draculaxx

duke83 發表於 2019-10-5 12:48 AM
所有電池業界的標準內阻測試都是使用 1KHz 交流內阻，可以仔細看電池的原廠技術文件在內阻那欄就會備註 1 ...

測電池內阻時,可否試試不要用電解電容,用麥拉電容....或陶瓷電容....

因為電解電容的測試標準是120Hz.......

己經到1KHz怕電解電容有什麼不一樣的影響,我沒有儀器可以抓出差別.........只好靠你了.......

duke83

以前的電解電容常用在變壓器電源的全波整流濾波所以用 120Hz 來當測試頻率，現在的電解電容用在交換式電源許多電路動不動就是 100KHz 以上還是能工作的很好，這是電解電容並聯在電源迴路上做濾波的應用。
如果是串連的應用如音頻擴大機內的交連電容，大部分也是使用電解電容來用並不會有高頻衰減或不足的問題，在我這邊用到的交流內阻測試也是電解電容的串連使用，況且要測試電池前已經有透過電解電容來歸零，已經將電解電容的內阻給抵補掉了。

不是我貪方便直接拿電解電容來做交流交連擋掉直流電壓，實在是根本找不到那麼大容量的塑料或陶瓷電容啊（就算有其耐壓也很低），我們要測的頻率是 1KHz 阻抗解析度要到 0.1 毫歐姆非得使用 100uF 以上的容量不可，使用 1000uF 的內阻更低。
我用的那台音頻測試儀其內部是變壓器交連輸出所以不需加上電解電容來檔電池的直流電壓，所以沒有串連電解電容的必要，測試出來的數值也證明了與數字電橋外加電解電容後的數值相差無幾。

使用電解電容交連時要注意電解電容的電壓極性，在低電壓如一個電池時就比較無所謂（電解電容的反向耐壓），電池的電壓高時就要接對極性。
或是使用兩個有極性電解電容正正或負負串連就成了無極性電容，但此時容量會減半 ESR 會相加。
電解電容便宜特性也不差其最大問題就是壽命，我們這裡只是用來做信號交連而且只是短時間測試使用所以不需擔心太多。

xiaolaba

duke83 發表於 2019-9-14 08:27 PM
我做的這些測試只是要來證明用 100KHz 來測電池內阻與業界常用的 1KHz 標準有多大的差異，或是換句話說來 ...

記得那個原作者有加入 1KHZ 切換的, 可能太多山寨盜版在淘寶, 結果坊間賣的都剩 100KHZ 沒有切換設計.
有能力或許自己改, 否則100KHZ測電池就純粹參考用

板主專業的, 請問有沒有比對過這個, 有用它過但是沒有比對基準, 不知道表現如何, 測LCR是OK的
http://www.sillanumsoft.org/ZRLC.htm

tarktung97

duke83 發表於 2019-10-5 12:48 AM
所有電池業界的標準內阻測試都是使用 1KHz 交流內阻，可以仔細看電池的原廠技術文件在內阻那欄就會備註 1 ...

好文一篇,+1,只可惜我好像還沒評分的資格

duke83

xiaolaba 發表於 2019-10-5 05:39 PM
記得那個原作者有加入 1KHZ 切換的, 可能太多山寨盜版在淘寶, 結果坊間賣的都剩 100KHZ 沒有切換設計.
有 ...

你有看到原作有加入 1KHz ？而且也沒看到有其他的拷貝版在賣，我們是無法自己改 1KHz 因為沒有程式的原始碼，我手邊這台已經是改良後的 2501A 版的應該算是最新的，裡面就只有 ESR 與 DCR 的兩種選擇。

你說的這個 ZRLC 軟件我是沒用過，用音效卡的 L R 輸入來測電壓差或相位差是可行的，用數位電橋來做測試比對幾次就能知道是否堪用。
PC 軟件拜電腦運算之強大在某些場合的確能取代一些專業儀器，但還是要看軟件寫的是否好用，我現在工作上會用到的測試設備已經都改成電腦化的處理與運算當然還是得配他們家專用的硬體 I/O 介面，這已經是時代的趨勢了。