固態(tài)電池通過使用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)，不僅能夠提供更高的能量密度，還在耐久性和安全性等多個(gè)關(guān)鍵方面有卓越表現(xiàn)。基于這些優(yōu)勢，新能源汽車制造商們正積極探尋用固態(tài)電池替代現(xiàn)有鋰離子電池的可能性。
目前，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，根據(jù)公開資料，僅有少數(shù)日本汽車廠商實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模的生產(chǎn)。在這個(gè)新興領(lǐng)域的探索中，依托PXI靈活開放的軟硬件平臺與高性能充放電設(shè)備，NI深度參與某知名廠商的固態(tài)電池研發(fā)與試產(chǎn)測試，深入了解固態(tài)電池測試方法與流程，并協(xié)助客戶開發(fā)了針對性的全流程測試解決方案。
固態(tài)電池電芯質(zhì)量測試
電芯質(zhì)量測試是確保固態(tài)電池研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量可靠性的的重要測試手段。由于固態(tài)電池獨(dú)有的固固界面特性，在測試中需要特別關(guān)注孔隙率、離子導(dǎo)電率、枝晶生長帶來的影響，以及在不同壓力、溫度、循環(huán)下的惡化。通過多種測試方法，綜合判斷固態(tài)電池的性能、壽命、安全性和可靠性。
NI電芯質(zhì)量測試方案提供包括EIS電化學(xué)阻抗譜測試、微歐級內(nèi)阻測試、ACIR交流阻抗測試、OCV開路電壓測試、固態(tài)電解質(zhì)微短路測試在內(nèi)的多種測試方案。由于固態(tài)電池特性與傳統(tǒng)鋰離子電池有很大不同，測試參數(shù)如激勵(lì)電流頻率、幅值、波形等也不盡相同。針針對固態(tài)電池研究性探索性測試需求，NI也能利用PXI平臺靈活可擴(kuò)展的特性協(xié)助用戶開發(fā)專屬IP測試方案。
NI電芯質(zhì)量測試方案基于PXI平臺，以SMU源測量單元模塊為核心，同時(shí)集成71/2DMM數(shù)字萬用表、溫度和應(yīng)變測量等模塊，結(jié)合LabVIEW圖像化編程語言，幫助用戶簡化測試開發(fā)流程、最大程度提高靈活性、實(shí)現(xiàn)快速驗(yàn)證和自定義測試。
圖1：NI PXI平臺固態(tài)電池電芯質(zhì)量測試推薦配置
NI PXI平臺固態(tài)電池電芯質(zhì)量測試方案的特點(diǎn)：
PXI 模塊化儀器，軟件定義儀器，助力客戶探索研究新型電池的測試方法
NI SMU四象限源表，可提供±3A電流，±10A脈沖電流， ±60V電壓的任意波形信號
NI SMU可作為充放電儀，實(shí)現(xiàn)可編程定制化的充放電協(xié)議，同時(shí)具備μs級的控制更新速率
可搭配NI PXI平臺其它模塊化儀器，如7 ? DMM，溫度測量、應(yīng)變測量等模塊，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜測試延展
已集成EIS電化學(xué)阻抗譜測試，微歐級內(nèi)阻測試，ACIR交流阻抗測試，OCV開路電壓測試
可集成其他第三方科研設(shè)備，實(shí)現(xiàn)同一平臺自動(dòng)化測試和分析
開放原始測試數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析定制化，便于進(jìn)一步大數(shù)據(jù)分析和創(chuàng)新應(yīng)用
固態(tài)電池電芯充放電性能測試
區(qū)別于電芯質(zhì)量測試，電芯充放電性能測試更加關(guān)注電芯在充放電循環(huán)下的電性能，固態(tài)電池需要充放電設(shè)備為電芯在不同的環(huán)境下施加激勵(lì)。固態(tài)電池一般需要在一定壓力、溫度下才能保證穩(wěn)定工作。因此，電芯測試系統(tǒng)需要能夠提供精度和規(guī)格都足夠的壓力、溫度、電壓和電流控制，以及相應(yīng)的高精度和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的信號采集設(shè)備。
NI提供了針對電芯的高性能充放電設(shè)備，并將其集成進(jìn)PXI實(shí)時(shí)測控平臺，應(yīng)用于固態(tài)電池電芯充放電性能測試中。高精度（≤0.02%FS），高采樣率（≥1kHz），可洞察固態(tài)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)微變化帶來的電性能影響?！?ms動(dòng)態(tài)響應(yīng)，1ms實(shí)時(shí)控制更新頻率，可模擬更復(fù)雜、真實(shí)、極端的動(dòng)態(tài)工況覆蓋更多測試場景。
圖2：NI固態(tài)電池電芯充放電性能測試系統(tǒng)架構(gòu)（同樣適用于電池包充放電性能測試）
NI固態(tài)電池電芯充放電性能測試方案特點(diǎn)：
PXI實(shí)時(shí)測試平臺，保障電池長時(shí)間測試穩(wěn)定可靠
模塊化功率組件，靈活，方便維護(hù)；可根據(jù)測試需求任意擴(kuò)展300A-1800A
