对锂离子电池最常用的测量方法是电压。因此，电压表或数字万用表(DMM)经常被用于研发实验室或制造车间。工程师和科学家将进行电压测量，很少考虑测量如何影响电池。事实上，每次你将DMM连接到电池上，DMM都会从电池中抽出少量的电流，并且在DMM连接到电池电极接点的整个时间内都是如此。
如果你想测量电池的开路电压(OCV)，那么根据定义，你想测量电池在没有电流流出时的电压。要测量OCV，您可以在电压测量模式下连接DMM，这就完成了从细胞+到细胞-的电路，而您不再测量OCV。现在，这可能听起来像一个语义问题，但如果你担心你可能会从单元格中提取电流，而你并没有尝试那样做，那么这些细微差别就很重要。
如果在电压测量模式下的DMM向电池呈现开路，那么DMM将需要有无限的阻抗，这样就不会有电流流过。当然，它确实有一些有限的阻抗，所以我们假设阻抗足够高有效地连接DMM时无电流流过。因此，为了使这一假设成为一个好的假设，DMM必须具有非常高的阻抗，以使非常小的电流流动。
电压测量模式下的dmm确实有高阻抗，通常从MΩ到GΩ。的表格下面使用欧姆定律来计算基于DMM阻抗的电流，其中cell上的电流漏量= OCV/DMM阻抗。
观察表格显然，这些电流非常小。如果一个DMM连接了几秒钟甚至几分钟来进行测量，这个总容量消耗最多是几微安秒，因此是无关紧要的。
然而，当DMM在电压测量模式有10-MΩ阻抗时，电流漏极接近微安。在这种情况下，如果DMM连接数小时或数天或数周，比如监测老化期间的电压下降，这个不必要的电流漏由DMM引起，可能会对电池产生明显的影响。如果细胞的容量非常低，比如助听器的专用细胞，这可能会改变细胞的荷电状态(SoC)，并引起OCV的可测量变化。让DMM成为导致当你试图在老化过程中监测OCV与时间的关系时，OCV下降是不可取的!
电压测量模式
现在让我们仔细看看电压测量模式下的DMM。一些DMM有一个用户设置的阻抗的DMM。如DMMKeysight DAQ970A数据采集系统(图1)有一个用户可选择的阻抗设置10 MΩ或>10 GΩ。
当在10-MΩ输入模式(图2)，一个10-MΩ电阻被切换到适当的阻抗。当在>10 GΩ模式下，没有电阻，阻抗是基于电路板和电路的阻抗可能最高的。因此，虽然>10 GΩ是可取的，由于较低的电流，阻抗是非常不精确的控制，并将改变(下降)与仪器的年龄和条件。
DMM阻抗的变化是由于DMM的印刷电路板(pcb)上的污垢、灰尘和其他污染物引起的泄漏电流。在环境中沉积的粒子，称为泄漏路径电阻，就像添加到电路板上的真实电阻，导致不受控制和不受欢迎的电流流动路径(图3)．虽然新仪器中的清洁板将允许仪器具有>10 GΩ的阻抗，但随着时间的推移，板的阻抗会随着它们变得越来越脏而下降。这驱动>10-GΩ模式的阻抗下降，导致电池上的电流损耗上升，尽管从皮安培到微安培。
当使用带有GΩ阻抗的DMM时，同样重要的是要注意将DMM与保持cell+和cell-之间高阻抗的线路连接起来。聚四氟乙烯(PFTE)薄壁聚氯乙烯(TWP)布线必须保持GΩ阻抗水平。此外，重要的是消除任何通量残留在互连。
分想:由于这是一个关于使用dmm来测量锂离子电池的讨论，有必要指出，在电池制造环境中发现了环境沉积粒子的潜在来源，即碳尘。使用石墨或其他碳材料制成的电极，空气中可以存在细颗粒碳尘。
防止这种污染对电池制造商来说是最有利的，因为它会造成混乱，对呼吸有害，并可能导致电力短缺。即使颗粒的密度不足以传导大电流，在低密度情况下，碳尘仍然会污染DMM的pcb表面，并改变DMM的阻抗。由于污染，GΩ的阻抗将是不可能的。如果有足够的污染，即使是DMM的正常运行也会受到干扰(图4)．
Bob Zollo是美国电子工业解决方案集团的电池测试解决方案架构师Keysight技术．
