Chroma 11210電池芯絕緣測試器 

主要特色：

• 測試電壓: 高 1KV (dc)
• 充電電流: 大 50mA
• 寬范圍的漏電流量測 (10pA ~ 20mA)
• 針對鋰電池潛在的內部短路問題，執行局部放電 (Partial Discharge)/電氣閃絡 (Flashover)之偵測(選購項目 A112100):
  - 局部放電強度及次數的偵測與顯示
  - 在電壓/電流波形上，對局部放電做監控
  - 可設定局部放電之強度作為測試通關之條件
  - 可即時顯示和儲存發生局部放電時的電壓/電流波形 (選購項目 A112101)
• 內建快速且可靠的接觸檢查功能
• 依順序自動執行測試程序:充電→保持→測量→放電
• 快速量測 (20ms/min.)
• 480x272像素全彩顯示以及方便的觸控式螢幕
• 具有標準Handler 介面以及USB、RS-232、Ethernet 等通訊介面

Chroma 11210電池芯絕緣測試器應用領域：

• 專門針對鋰電池干電芯之絕緣測試
• 亦適用于各式各樣電容產品或特殊絕緣材料之絕緣測試        

      Chroma 11210電池(chi)(chi)(chi)芯(xin)絕(jue)(jue)緣測(ce)(ce)試儀為專門量(liang)測(ce)(ce)鋰(li)電池(chi)(chi)(chi)(干(gan)電芯(xin))之漏電流(LC)或絕(jue)(jue)緣電阻(IR)并可進行絕(jue)(jue)緣品(pin)質(zhi)檢測(ce)(ce)所新推出(chu)之儀器。除鋰(li)電池(chi)(chi)(chi)干(gan)電芯(xin)以(yi)外，亦(yi)可量(liang)測(ce)(ce)各式(shi)電容(rong)產品(pin)和絕(jue)(jue)緣材料，除標(biao)準的(de)LC/IR量(liang)測(ce)(ce)以(yi)外，11210尚具有一特殊功(gong)能: 于(yu)高壓(ya)量(liang)測(ce)(ce)過程中(zhong)，可針對絕(jue)(jue)緣體內微小(xiao)的(de)局部(bu)放電(Partial Discharge, PD) 或電氣閃絡(Flashover) 進行偵測(ce)(ce)與(yu)分析(以(yi)下(xia)簡稱(cheng)"PD偵測(ce)(ce)功(gong)能")，此功(gong)能可確保鋰(li)電池(chi)(chi)(chi)干(gan)電芯(xin)在電解(jie)液填充前的(de)品(pin)質(zhi)，在生(sheng)產線上，能將具有潛在瑕疵的(de)產品(pin)提前篩出(chu)，避免瑕疵產品(pin)進入(ru)下(xia)一生(sheng)產階(jie)段或什至進入(ru)終端市場，相對于(yu)傳統的(de)絕(jue)(jue)緣測(ce)(ce)試，11210在絕(jue)(jue)緣材料品(pin)質(zhi)檢測(ce)(ce)這(zhe)個(ge)領域，進入(ru)了一個(ge)新的(de)境界。

      Chroma 11210擁有(you)高水(shui)平的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)和快(kuai)速的(de)量測(ce)電(dian)路，使得整體測(ce)試速度得以大幅提(ti)升，對一般電(dian)容性(xing)待測(ce)物所做的(de)絕緣測(ce)試均可(ke)細分為(wei)四個(ge)程序: 充(chong)電(dian)→保(bao)持(chi)→測(ce)量→放電(dian)，11210可(ke)高速而自動的(de)依序執(zhi)行這些程序，較快(kuai)可(ke)以在20ms內執(zhi)行完一個(ge)完整測(ce)試。亦即，如生產(chan)線需(xu)要執(zhi)行高速測(ce)試，11210可(ke)以達到每秒50 pcs的(de)超高速度，對于生產(chan)線的(de)效率(lv)提(ti)升非常(chang)顯著！

      為了(le)達(da)到精準(zhun)的LC/IR量(liang)測，Chroma 11210在(zai)漏電(dian)流量(liang)測上(shang)可(ke)細分為7個(ge)檔(dang)(dang)位(wei)，從小10pA到大20mA均可(ke)量(liang)測。另(ling)外，Auto-range之功能可(ke)自動切(qie)換至合(he)適檔(dang)(dang)位(wei)執行量(liang)測，省卻使用者的不便并(bing)確(que)保(bao)量(liang)測精準(zhun)度。

       在PD偵(zhen)測(ce)的(de)方面，由于Chroma 11210使用特殊(shu)電路(lu)設計(ji)，在執行此PD檢測(ce)功能并不會增(zeng)加任何額外的(de)測(ce)試時(shi)(shi)間，LC/IR的(de)量測(ce)與PD偵(zhen)測(ce)可(ke)(ke)在同(tong)一時(shi)(shi)間內完成；同(tong)時(shi)(shi)， LC/IR量測(ce)與PD偵(zhen)測(ce)的(de)結果可(ke)(ke)連(lian)同(tong)報表同(tong)時(shi)(shi)產出并在螢(ying)幕上(shang)(shang)呈現。于生產線(xian)上(shang)(shang)，仍可(ke)(ke)以20ms/min.的(de)高(gao)速(su)同(tong)時(shi)(shi)執行LC/IR量測(ce)和(he)PD檢測(ce)。

       對于任(ren)何一項(xiang)絕(jue)緣測(ce)(ce)試(shi)而言(yan)，接(jie)觸(chu)檢(jian)查對于測(ce)(ce)試(shi)的可(ke)靠性都有(you)決(jue)定(ding)(ding)性的影響(xiang)，在整個量測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)中，"沒有(you)接(jie)觸(chu)"也很有(you)可(ke)能被判(pan)定(ding)(ding)為良品(pin)，這樣的誤判(pan)會讓不良品(pin)進入市(shi)場(chang)，如果待測(ce)(ce)物的絕(jue)緣電阻非常高(gao)，這種誤判(pan)情形會更明顯；所以一般而言(yan)，絕(jue)緣測(ce)(ce)試(shi)在測(ce)(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中一定(ding)(ding)要進行接(jie)觸(chu)檢(jian)查，Chroma 11210架構使用(yong)高(gao)階電路，可(ke)在5ms內執行一次完整的接(jie)觸(chu)檢(jian)查，并可(ke)選擇量測(ce)(ce)前(qian)執行、量測(ce)(ce)后執行或量測(ce)(ce)前(qian)后皆執行。

鋰電池安全課題

     鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(LIB)的(de)(de)起火(huo)(huo)或爆(bao)(bao)炸所造(zao)成的(de)(de)災(zai)難(nan)已經(jing)是(shi)近年來為使(shi)用者(zhe)所嚴(yan)重關切的(de)(de)議題(ti)，隨著科技不斷的(de)(de)演進，鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)能量密(mi)度也(ye)不斷地提(ti)高，鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)安全性的(de)(de)問題(ti)更進一(yi)步演變(bian)成使(shi)用者(zhe)生活(huo)中的(de)(de)一(yi)個潛(qian)在(zai)危(wei)機! 為*杜絕這樣的(de)(de)潛(qian)在(zai)危(wei)機，鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)起火(huo)(huo)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)根因(yin)必須(xu)要(yao)被(bei)找到，有潛(qian)在(zai)危(wei)機的(de)(de)產品必須(xu)要(yao)在(zai)出廠前被(bei)篩出；近的(de)(de)研(yan)究(jiu)顯示，正(zheng)極的(de)(de)鋁(lv)金屬(AL) 與負(fu)極的(de)(de)涂布材料(Anode) 之(zhi)間(jian)的(de)(de)短路(lu)是(shi)起火(huo)(huo)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)根因(yin)[圖1]，而正(zheng)極鋁(lv)金屬上的(de)(de)毛刺或于絕緣層中的(de)(de)雜質顆粒是(shi)此等內部短路(lu)的(de)(de)主(zhu)因(yin)[圖2]。

      近期的(de)(de)(de)研究也顯(xian)示，負極涂(tu)布的(de)(de)(de)材料(liao)(通常是石墨) 在(zai)(zai)每一次(ci)充(chong)電(dian)(dian)過程中都會(hui)稍(shao)微的(de)(de)(de)膨(peng)脹(zhang)，經過多次(ci)充(chong)電(dian)(dian)后，因(yin)為膨(peng)脹(zhang)導致厚度增加(jia)高(gao)達24%或(huo)更多，充(chong)電(dian)(dian)次(ci)數(shu)越多，膨(peng)脹(zhang)也可能(neng)越大，如果正極鋁金屬片上(shang)有(you)微小(xiao)的(de)(de)(de)毛刺，上(shang)述的(de)(de)(de)膨(peng)脹(zhang)現象會(hui)讓(rang)該毛刺遲早碰觸到負極涂(tu)布材料(liao)，終釀成災害[圖(tu)(tu)3]。通常鋰電(dian)(dian)池(chi)在(zai)(zai)生產線上(shang)都會(hui)經歷過幾回(hui)的(de)(de)(de)充(chong)放(fang)電(dian)(dian)循環。舉例(li)來說，若有(you)兩個(ge)瑕疵電(dian)(dian)池(chi)，都各(ge)自具有(you)一個(ge)長度不同的(de)(de)(de)毛刺在(zai)(zai)其鋁電(dian)(dian)極板上(shang)[圖(tu)(tu)4中的(de)(de)(de)case 1 & case2 ]，case 1 極可能(neng)在(zai)(zai)生產線上(shang)的(de)(de)(de)第(di)二回(hui)充(chong)電(dian)(dian)時，就爆發內(nei)短路的(de)(de)(de)問題。

PD局部放電偵測與量測功能

Chroma 11210的(de)(de)PD局(ju)部(bu)放電(dian)偵(zhen)測(ce)(ce)功(gong)能可(ke)以(yi)偵(zhen)測(ce)(ce)任何未注液的(de)(de)鋰電(dian)池干電(dian)芯里的(de)(de)異物，當(dang)有(you)(you)任何金(jin)屬毛(mao)邊或(huo)異物(金(jin)屬顆粒) 存(cun)在于絕(jue)緣(yuan)層(ceng)(隔離膜) 中，會(hui)使(shi)絕(jue)緣(yuan)距(ju)(ju)離減(jian)少但不(bu)至于造成短路(lu)，因為在檢測(ce)(ce)時(shi)并沒有(you)(you)短路(lu)現象，一般的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻測(ce)(ce)試儀(yi)無法檢測(ce)(ce)出有(you)(you)這樣潛在危(wei)險的(de)(de)產品，11210可(ke)以(yi)在產品發生問題前就偵(zhen)測(ce)(ce)到有(you)(you)潛在短路(lu)的(de)(de)風險，透過(guo)施加適當(dang)的(de)(de)測(ce)(ce)試電(dian)壓(ya)以(yi)及PD大小，量(liang)測(ce)(ce)隔離膜的(de)(de)有(you)(you)效距(ju)(ju)離(詳見右方的(de)(de)等式及說明)。

      Chroma 11210電池芯絕緣測試儀可偵測發生在鋰電池芯內部的任何局部放電(Partial Discharge, PD)或電氣閃絡(Flashover)。 11210采用兩種階段的PD偵測，并且使用不同的電路。*階段是當使用者設定好充電電流并對待測物充電，此時處于CC (Constant Current)模式，在此模式下，11210會持續監測電壓的準位以及斜率，只要電壓在爬升階段有任何的微小放電使電壓有微小的下降后又爬升，11210會回報有PD產生(顯示為  )；第二階段是CV (Constant Voltage) 模式，在此模式下，只應存在著穩定的漏電流，有任何在電流波形上的異常或脈沖，通常為異常放電(即PD或Flashover)，此異常也會被11210偵測到并回報有PD發生(顯示為  )，11210不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)進行偵測，還(huan)可(ke)以(yi)在CC與CV模(mo)式下偵測PD的強度 (Note *1) 。 [圖5]

▲[圖5] 在CC模式與CV模式下，Partial Discharge/Flashover偵測

▲[圖6] 在CC & CV模式下，Chroma 11210回報偵測出PD

     無論在CC或CV模(mo)式下(xia)，Chroma 11210都能夠偵(zhen)測(ce)這些PD的大小(xiao)及(ji)次數，高強度可(ke)達(da)99。并(bing)且可(ke)以制定(ding)PD大小(xiao)的上限制，作為pass/fail的判定(ding)標(biao)準(zhun)，幫助電池芯廠(chang)商分辨出(chu)良品/不良品。

Note *1: 當(dang)PD脈(mo)沖持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)小于100us以(yi)及脈(mo)沖間(jian)隔大(da)于300us，此時(shi)量測放電量準確

      因為(wei)具備優越的(de)(de)PD偵(zhen)測(ce)(ce)以(yi)及量(liang)測(ce)(ce)功能，Chroma 11210可以(yi)檢(jian)測(ce)(ce)出一(yi)般(ban)的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻計或耐壓(ya)(ya)測(ce)(ce)試(shi)儀(yi)無(wu)法測(ce)(ce)出的(de)(de)問題。一(yi)般(ban)的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻計或耐壓(ya)(ya)測(ce)(ce)試(shi)儀(yi)只(zhi)能在特定的(de)(de)時間間隔(ge)內(nei)量(liang)測(ce)(ce)漏電(dian)流(liu)的(de)(de)平均值，無(wu)法監控電(dian)壓(ya)(ya)及電(dian)流(liu)波形中的(de)(de)任何異常(chang)變化，反(fan)觀Chroma 11210能夠(gou)提供非(fei)(fei)(fei)常(chang)穩(wen)定的(de)(de)測(ce)(ce)試(shi)電(dian)壓(ya)(ya)，電(dian)壓(ya)(ya)爬升也非(fei)(fei)(fei)線性(xing)，因此可以(yi)偵(zhen)測(ce)(ce)為(wei)短路；一(yi)般(ban)的(de)(de)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻計或耐壓(ya)(ya)測(ce)(ce)試(shi)儀(yi)電(dian)壓(ya)(ya)爬升非(fei)(fei)(fei)線性(xing)，即使電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)態，仍有(you)極(ji)大(da)的(de)(de)漣波與雜訊(xun)，因此無(wu)法進行短路偵(zhen)測(ce)(ce)。 [圖7]

▲[圖7] 如果沒有監控波形，有任何PD或flashover發生使波形發生異常變化，都無法偵測到，Chroma 11210可監控電壓電流波形，在右圖可以觀察到有兩次PD現象發生，一次在CV模式、另一次在CC模式。

      測(ce)試完成(cheng)后，工程人員(yuan)需(xu)要檢查不良品(因PD而導致)的實際電壓(ya)與(yu)電流波(bo)(bo)形(xing)，Chroma 11210亦(yi)提供可(ke)記錄每(mei)個(ge)不良品發(fa)生PD現象的電壓(ya)波(bo)(bo)形(xing)，使用者可(ke)以縮放記錄內(nei)的波(bo)(bo)形(xing)圖(tu)，可(ke)簡易(yi)地(di)查看PD現象的波(bo)(bo)形(xing)細節(jie)，此??功(gong)能對于品保及研發(fa)單位提供極大(da)助益。

電容測試應用

     Chroma 11210為絕緣電阻(zu)表(biao)Chroma 11200的(de)進階版，11210具有更多的(de)功(gong)能以及更優秀(xiu)的(de)精(jing)準度，同(tong)時也保留了11200的(de)主要功(gong)能，因(yin)此Chroma 11210也同(tong)樣(yang)適用于需要高階絕緣電阻(zu)表(biao)測試(shi)的(de)電容器。 [圖8]

▲[圖8] 當11210的待測物為電容時的測試架構圖

       在生(sheng)產(chan)線上(shang)，Chroma 11210搭(da)配(pei)適當的測試治具(ju)就(jiu)能(neng)進(jin)行非常高(gao)速的電容(rong)(rong)量測(~20ms per DUT)，并具(ju)有寬范圍的LC/IR量測以及高(gao)精準(zhun)度，Chroma 11210 可(ke)為(wei)所有電容(rong)(rong)生(sheng)產(chan)線提(ti)供一個嶄新的絕緣(yuan)檢(jian)測。

       Chroma 11210 PD檢測(ce)功能(neng)除了于(yu)鋰(li)電池干電芯的絕緣檢測(ce)外，PD功能(neng)亦(yi)(yi)能(neng)夠清楚地檢測(ce)電容內部(bu)情況。使用者(zhe)亦(yi)(yi)可從Chroma 11210收集的數據(ju)中進一步改善絕緣，確保品質(zhi)可進一步提升。

        如前(qian)所述(shu)，在(zai)(zai)典(dian)型的(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)測(ce)(ce)(ce)(ce)試中，會依次執行四個(ge)(ge)階(jie)(jie)段，即“充電(dian)(dian)→保持(chi)(chi)→測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)→放(fang)電(dian)(dian)”[圖9]，Chroma 11210可(ke)(ke)讓使用者分別設(she)(she)定(ding)前(qian)三階(jie)(jie)段所需的(de)(de)(de)(de)時間(jian)，每一(yi)階(jie)(jie)段分別都可(ke)(ke)以(yi)設(she)(she)置5毫秒(miao)~99.999秒(miao)，而(er)量(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)(ce)時間(jian)可(ke)(ke)以(yi)設(she)(she)置0秒(miao)為連續(xu)模式，直到按下停止鍵才(cai)會停止測(ce)(ce)(ce)(ce)試。 “保持(chi)(chi)"階(jie)(jie)段尤其(qi)重要，對(dui)于具有高電(dian)(dian)容(rong)量(liang)(liang)但(dan)絕緣(yuan)電(dian)(dian)阻偏(pian)低的(de)(de)(de)(de)大型電(dian)(dian)容(rong)，使用者必須在(zai)(zai)量(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)(ce)之前(qian)設(she)(she)定(ding)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)延遲(chi)時間(jian)，待測(ce)(ce)(ce)(ce)物需要較長的(de)(de)(de)(de)延遲(chi)時間(jian)才(cai)能使充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流穩定(ding)，避(bi)免影響(xiang)到漏電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)(ce)。 Chroma 11210在(zai)(zai)這些參數(shu)中的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)定(ding)非常靈活，并且能夠(gou)自(zi)動依順序(xu)執行這四個(ge)(ge)階(jie)(jie)段。對(dui)于電(dian)(dian)容(rong)生產測(ce)(ce)(ce)(ce)試，Chroma 11210可(ke)(ke)協助客戶建立可(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)(de)自(zi)動化量(liang)(liang)測(ce)(ce)(ce)(ce)，提供完(wan)整的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)試解決(jue)方案(an)。

▲[圖9] 一般絕緣測試的時序