MPG-2xx A series of battery testers with EIS capability

Význam tématu

V oblasti výzkumu a vývoje moderních akumulátorů a superkondenzátorů je zásadní mít k dispozici multifunkční zařízení umožňující přesné cyklování, řízené zátěže i detailní elektrochemickou impedanční spektroskopii. Tyto nástroje urychlují návrh nových materiálů, optimalizaci provozních podmínek a validaci výkonu v simulovaných reálných aplikacích.

Cíle a přehled studie / článku

Text popisuje produktovou řadu MPG-2xx od Bio-Logic, která od roku 2010 rozšiřuje původní modely o pět nových konfigurací bateriových testerů. Cílem je nabídnout uživatelům přístroje s různým počtem kanálů a proudovým rozsahem od 100 mA až po 40 A, všechny volitelně vybavené EIS modulem a ovladatelné prostřednictvím jediné softwarové platformy.

Použitá metodika a instrumentace

Popisovaná instrumentace:

• Série přístrojů MPG-2 (16×100 mA), MPG-205 (8×5 A), MPG-210 (4×10 A), MPG-220 (2×20 A), MPG-240 (1×40 A).
• Volitelný EIS modul (frekvenční rozsah 10 µHz–20 kHz, amplituda do 1 Vpp, režimy Single Sine, Multi Sine, FFT).
• EC-Lab® software s technikami GITT, PITT, CLD, CPW, APGC, ModuloBat a dalšími voltametrickými režimy.
• Možnost integrace do racku pro pět jednotek a připojení přes Ethernet pro síťové ovládání.
• Teplotní čidlo PT-100, krátké a dlouhé kabely pro připojení článku, analogové vstupy a výstupy pro externí senzory.

Hlavní výsledky a diskuse

Rozšíření původní rodiny přístrojů přineslo:

• Modularitu kanálů a proudových rozsahů přizpůsobenou různým typům akumulátorových technologií.
• Vysokou přesnost měření proudu (0,004 % FSR) a napětí (300 µV programovatelné až na 5 µV).
• Rychlou odezvu (200 µs) a neomezené délky záznamu pro dlouhodobé cyklovací testy.
• Integrované EIS měření s vysokou stabilitou a širokým frekvenčním rozsahem umožňující analýzu dynamických procesů elektrochemie.
• Pokročilé analytické nástroje v softwaru EC-Lab® umožňující výpočty energie, kapacity, účinnosti, dynamického odporu a pokročilé grafické zpracování (Z Fit, peak analysis atd.).

Přínosy a praktické využití metody

Výhody řady MPG-2xx spočívají v:

• Flexibilním nastavování experimentálních sekvencí (až 100 kroků, 12 režimů řízení) a podmíněných limitů.
• Možnosti vzdáleného přístupu a multitaskingu díky LAN připojení.
• Vysoké modularitě a škálovatelnosti, od malých laboratoří až po pilotní linky průmyslových aplikací.
• Snadné automatizaci a integraci do stávajících testovacích infrastruktur.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se, že v následujících letech se rozšíří:

• Integrace umělé inteligence pro prediktivní analýzu stárnutí článků a optimalizaci testovacích protokolů v reálném čase.
• Podpora nových materiálových systémů (pevné elektrolyty, Li-vzduch, Na-iontové baterie) s rozšířeným frekvenčním rozsahem a teplotním monitoringem.
• Cloudové platformy pro sdílení dat a centralizované monitorování více zařízení na různých pracovištích.
• Modulární rozšiřitelnost o další senzoriku (tlak, napětí buněk uvnitř článku) a kombinované elektrochemicko-mechanické testy.

Závěr

Řada MPG-2xx představuje výkonné a flexibilní řešení pro komplexní elektrochemické testování baterií a superkondenzátorů. Nabízí široký proudový a frekvenční rozsah, vysokou přesnost i modulární softwarové prostředí, což zajišťuje efektivní výzkum, vývoj i kontrolu kvality v nejrůznějších aplikacích.

Reference

Brochure „MPG-2xx Research Grade Battery Tester“, Bio-Logic SAS, únor 2014