La résistance interne est utile pour tester les batteries de remplacement de téléphones, mais une valeur isolée en milliohms ne renseigne pas sur la capacité, l'autonomie, la sécurité ni la durée de vie restante. Les résultats peuvent varier en fonction de la conception de la batterie, de la température, de son état de charge, du temps de repos, de la fréquence de mesure, de la pression de la sonde, de la position des contacts et du circuit de protection.
Un programme fiable de test de résistance interne des batteries de téléphone compare donc des éléments similaires. Il utilise une méthode approuvée, des échantillons de référence dont la qualité est avérée, des conditions environnementales contrôlées et une analyse des tendances par lot. L'objectif est de détecter rapidement les unités anormales et les variations de processus, et non de transformer une simple mesure électrique en un indicateur de qualité universel.
Ce guide s'adresse aux grossistes en pièces détachées pour téléphones mobiles, aux chaînes de réparation, aux centres de reconditionnement, aux distributeurs et aux acheteurs de marques privées. Chaque limite d'acceptation doit être définie en fonction du modèle de batterie et de l'appareil utilisés. L'ESC ne devrait pas publier un seuil de résistance unique pour toutes les batteries de téléphone.
Comprendre ce que représente la résistance interne
Une batterie ne se comporte pas comme une simple source de tension idéale. Sa résistance observée inclut les contributions des réactions électrochimiques, du transport ionique, des collecteurs de courant, des languettes, des connexions et — dans un bloc de remplacement fini — du circuit de protection et du flexible.
Différentes méthodes permettent d'observer différents aspects de ce comportement. Le guide de mesure de la résistance des batteries de Hioki explique que les testeurs destinés à la production appliquent généralement un courant alternatif constant de 1 kHz et calculent la résistance à partir de la tension alternative mesurée. Une méthode à quatre bornes permet de réduire l'influence de la résistance des conducteurs et des contacts.
La résistance impulsionnelle en courant continu est calculée à partir de la réponse en tension à une variation de courant définie. La spectroscopie d'impédance électrochimique évalue le comportement sur plusieurs fréquences. Ces méthodes sont liées mais non interchangeables. Une limite approuvée pour la résistance impulsionnelle en courant alternatif à 1 kHz ne doit pas être appliquée automatiquement à la résistance impulsionnelle en courant continu ni à une autre fréquence.
Définissez l'objectif avant de choisir la méthode.
Le contrôle à réception peut utiliser les données de résistance pour :
- identifier les unités anormales au sein d'un lot ;
- comparer un envoi avec un lot de référence approuvé ;
- détecter les connexions défectueuses ou les variations d'assemblage ;
- surveiller les changements liés au stockage ou au vieillissement ;
- sélectionner des échantillons pour des tests de capacité ou d'appareil ;
- apporter un soutien lors des enquêtes sur les arrêts de production, les chutes de tension ou les problèmes de surchauffe.
Il ne faut pas l'utiliser seul pour certifier la capacité nominale, la durée de vie ou la sécurité. Hioki souligne que les mesures des batteries lithium-ion peuvent inclure la résistance du circuit de protection et que les variations de résistance peuvent être faibles même lorsque la batterie se détériore. C'est pourquoi la tension en circuit ouvert (OCV), la capacité, l'inspection physique et les tests fonctionnels restent indispensables.
Normaliser les conditions de mesure
| Variable | Pourquoi c'est important | Méthode de contrôle |
|---|---|---|
| Température | La résistance électrochimique varie en fonction de la température | Conditionner les échantillons dans un environnement défini et enregistrer la température de la batterie |
| État de charge | La résistance et la tension en circuit ouvert (OCV) varient sur toute la plage de charge. | Mesurer dans une plage de SoC ou de tension approuvée |
| Temps de repos | La tension et la polarisation changent après une charge ou une décharge | Utilisez la même période de repos avant la mesure |
| Instrument et fréquence | Des méthodes différentes produisent des valeurs différentes | Paramètres de gel du modèle, de la plage, de la fréquence et de la moyenne |
| Position et pression de la sonde | La variation du contact peut dominer un résultat de faible résistance | Utilisez un dispositif ou une méthode de contact documentée |
| Configuration de la batterie | Les cartes de protection et les câbles flexibles ajoutent de la résistance | Comparer le même design d'emballage fini |
| Historique des échantillons | Le stockage, le cycle et le transport peuvent affecter les résultats | Consignez le lot, la date, le conditionnement et les tests antérieurs. |
Les travaux de modélisation des batteries du NREL considèrent également la résistance comme dépendant de la température et de l'état de charge. Bien qu'un contrôle de production diffère d'un modèle de recherche, le principe sous-jacent permet de contrôler ces deux variables lors de la comparaison d'échantillons.
Utilisez un dispositif de mesure à quatre bornes approprié.
La résistance de la batterie du téléphone est suffisamment faible pour que la résistance des cordons de test et des contacts puisse fausser une simple mesure à deux fils. Une configuration à quatre bornes ou à quatre paires de bornes permet de dissocier l'application du courant de la mesure de la tension et de réduire cette erreur.
Le dispositif doit être en contact avec les points électriques homologués sans endommager le connecteur ni le câble flexible. Les opérateurs ne doivent pas improviser en appuyant sur les sondes manuelles sous différents angles. Vérifier :
- modèle de sonde et intervalle de maintenance ;
- emplacement et polarité du contact ;
- butée de pression de fixation ou butée mécanique ;
- procédure de préchauffage et de réglage du zéro de l'instrument ;
- plage de mesure et fréquence ;
- paramètres de moyennage ou de stabilisation ;
- réponse en cas d'erreur de contact ;
- Échantillon de vérification quotidienne.
Le guide de test de production de batteries lithium-ion de Hioki décrit les instruments à courant alternatif conçus pour mesurer les faibles résistances tout en enregistrant la tension en circuit ouvert.
Résistance de paire avec tension en circuit ouvert
L'inspection de la tension en circuit ouvert (OCV) de la batterie ajoute une seconde dimension de contrôle. L'OCV peut aider à identifier un état de charge incorrect, une autodécharge anormale, une composition chimique inadéquate, une connexion inversée ou un historique d'échantillons incohérent.
La résistance et la tension en circuit ouvert (OCV) doivent être enregistrées sur la même ligne que le modèle, le lot et l'identifiant de l'échantillon. Voici quelques exemples de modèles utiles :
- résistance normale mais tension en circuit ouvert anormalement basse ;
- résistance élevée avec une tension en circuit ouvert normale ;
- un groupe d'échantillons s'est écarté de la référence approuvée ;
- grande variation d'une unité à l'autre au sein d'un même carton ;
- baisse de tension après un intervalle de stockage contrôlé ;
- répartition différente selon les dates de production.
Un schéma anormal déclenche une mise en quarantaine et une enquête, et non un diagnostic technique automatique.
Créer une base de référence spécifique au modèle
Ne commencez pas par rechercher en ligne un seuil de réussite/échec universel. Établissez la valeur de référence à partir de batteries homologuées et traçables, mesurées dans les mêmes conditions.
- Mesurer les échantillons de référence conservés et un lot pilote approuvé.
- Vérifier que les unités de base réussissent également les tests de capacité, d'ajustement et de fonctionnalité.
- Calculez la distribution, la médiane, l'étendue et la variation.
- Répéter les mesures pour estimer la répétabilité de l'instrument et du dispositif.
- Comparez différents opérateurs et stations d'essai.
- Proposer des limites d'alerte et de rejet en fonction de la capacité du processus et du risque produit.
- Approuver les limites avec les services d'ingénierie, de qualité et d'achat.
Les limites doivent permettre de distinguer une valeur aberrante individuelle d'un décalage au sein d'un lot. Une unité dépassant un seuil donné peut nécessiter un nouveau test et une mise à l'écart ; un décalage au sein d'une population peut indiquer un changement de matériau, d'assemblage, de stockage ou de mesure.
Concevoir le processus d'échantillonnage entrant
Le plan d'échantillonnage doit tenir compte de la taille du lot, de l'historique du fournisseur, du risque lié au modèle, de l'historique des réclamations et des éventuelles modifications de conception. Avant l'ouverture des cartons, définissez le lot : modèle, date de production, lot du fournisseur, source des cellules (le cas échéant), révision du panneau de protection et quantité expédiée.
Un flux de travail pratique est le suivant :
- Vérifier les documents et l'identité du lot.
- Inspectez l'emballage, les étiquettes, les câbles flexibles et les connecteurs.
- Conditionner les échantillons à la température spécifiée.
- Confirmer le temps de repos requis et la plage de tension.
- Mesurer la tension en circuit ouvert (OCV) et la résistance intermédiaire en courant alternatif (AC-IR) à l'aide du dispositif approuvé.
- Refaire le test en cas de contact ou de lectures instables, conformément à une règle documentée.
- Comparer les résultats aux limites individuelles et par lot.
- Sélectionnez des échantillons représentatifs et des échantillons présentant les pires cas pour les tests de capacité et de dispositif.
- Libérer, retenir ou refuser le lot avec autorisation enregistrée.
Ce module devrait être intégré au processus d'inspection à réception des batteries de téléphones portables d'ESC, et non pas être traité comme un exercice de certification distinct.
Interprétez soigneusement les lectures hautes, basses et instables.
Une valeur élevée peut être liée à la cellule, au circuit de protection, à une soudure, à un câble flexible, à un connecteur, à une contamination des contacts, à une température basse, à l'état de charge ou à une erreur de mesure. Une valeur faible n'est pas forcément meilleure ; elle peut être justifiée par la conception ou résulter d'une plage de mesure incorrecte, d'un composant court-circuité ou d'un point de contact erroné.
Des mesures instables indiquent souvent un mauvais contact de la sonde, un mouvement, des bornes contaminées, des connecteurs endommagés, des problèmes de plage de mesure ou un temps de stabilisation insuffisant. Exigez que les opérateurs consignent la raison d'un nouveau test. N'autorisez pas de mesures répétées tant qu'une valeur satisfaisante n'est pas obtenue.
Lorsqu'un échantillon reste anormal :
- Mettez-le en quarantaine avec son identification d'origine ;
- répéter le test sur une station vérifiée ;
- inspecter le connecteur et l'ensemble flexible ;
- comparer avec des échantillons de référence ;
- effectuer des essais de capacité et de charge contrôlés ;
- examiner la réponse thermique ;
- n’ouvrir l’emballage que dans le cadre d’une procédure d’analyse des défaillances autorisée ;
- vérifier si des échantillons voisins présentent la même tendance.
Utilisez des distributions par lots plutôt que des moyennes simples.
Les moyennes peuvent masquer une population hétérogène. Il est important de consigner les résultats individuels et d'analyser la forme, la dispersion et la position de la distribution par rapport à la valeur de référence.
Voici quelques exemples nécessitant une enquête :
- une moyenne normale avec plusieurs valeurs extrêmes ;
- deux groupes distincts au sein d'un même lot revendiqué ;
- dérive progressive par carton ou date de production ;
- variation plus élevée que celle du lot pilote approuvé ;
- la résistance et la tension en circuit ouvert (OCV) évoluent ensemble de manière inattendue ;
- un changement soudain suite à une modification du processus d'un fournisseur.
Les graphiques de tendance sont plus utiles que les totaux isolés de réussite/échec. Conservez les données brutes afin de pouvoir retracer les réclamations sous garantie ultérieures jusqu'à la distribution initiale.
N’utilisez pas la résistance comme substitut aux tests de capacité.
La résistance influe sur la chute de tension et l'échauffement sous charge, mais elle n'est pas directement proportionnelle à la capacité en ampères-heures. Deux batteries peuvent présenter des valeurs AC-IR similaires et des capacités mesurées différentes. Leur résistance peut également différer en raison de leur architecture, tout en respectant leurs spécifications respectives.
Utilisez la résistance pour sélectionner et prioriser les échantillons. Effectuez un test de charge-décharge contrôlé pour vérifier la capacité. Réalisez des tests de fonctionnement pour examiner le comportement réel de l'appareil. Le processus d'acceptation en fonctionnement de l'ESC et les directives existantes relatives à la capacité des batteries peuvent faciliter ces décisions.
Lier les données entrantes à l'analyse de garantie
Enregistrez le résultat reçu avec le numéro de série, le numéro de lot, le numéro de lot fournisseur et le numéro de bon de commande. En cas de réclamation, comparez :
- tension en circuit ouvert (OCV) et résistance d'origine ;
- lectures actuelles selon la même méthode ;
- résultats de capacité et de durée d'exécution ;
- preuve relative au dispositif et à son installation ;
- durée et conditions de stockage ;
- Historique des incidents et des accusations ;
- autres demandes provenant du même lot.
Une modification de la résistance peut étayer l'enquête, mais elle ne doit pas être présentée comme une preuve concluante de mauvaise utilisation ou de vieillissement sans preuves supplémentaires.
Erreurs courantes lors des tests de résistance interne
- Utilisation d'un multimètre à deux fils pour le contrôle de résistances milliohms.
- Comparaison des valeurs AC-IR avec les valeurs DCIR.
- Tests de batteries chaudes et froides sur un seul ensemble de données.
- En ignorant le SoC et le temps de repos.
- Modifier l'emplacement ou la pression de la sonde.
- Comparaison des cellules nues avec les emballages finis protégés.
- Utiliser une limite universelle pour tous les modèles.
- Suppression des valeurs aberrantes sans investigation.
- Juger de la capacité ou de la sécurité uniquement à partir de la résistance.
- Conserver uniquement les moyennes par lot au lieu des données individuelles.
Foire aux questions
Quelle doit être la résistance interne d'une batterie de téléphone de remplacement ?
Il n'existe pas de valeur universelle. La plage de valeurs correcte dépend de la conception de la cellule, de sa capacité, de son circuit de protection, de son assemblage flexible, de son état de charge, de la température et de la méthode de mesure.
Une résistance plus faible est-elle toujours préférable ?
Non. Les résultats doivent être évalués par rapport à la conception approuvée et à la valeur de référence. Une valeur anormalement basse peut également indiquer un problème de méthode, de contact ou de configuration.
Un résultat de résistance normal peut-il prouver la pleine capacité ?
Non. La mesure de capacité nécessite un test de charge-décharge contrôlé. La résistance est une mesure de dépistage complémentaire.
Les piles doivent-elles reposer avant la mesure ?
Oui, lorsque la méthode approuvée l'exige. Une période de repos constante contribue à réduire les différences dues aux cycles de charge, de décharge et de polarisation récents.
Pourquoi faut-il mesurer la tension en circuit ouvert (OCV) et la résistance ensemble ?
Le modèle combiné fournit des informations de dépistage plus utiles sur l'état de la charge, sa cohérence et les unités anormales que chaque valeur prise individuellement.
Que se passe-t-il lorsqu'un lot se déplace mais reste dans les limites ?
Avant la mise sur le marché, il convient d'analyser la tendance si la variation est significative par rapport à la référence approuvée. Cela peut indiquer une modification des matériaux, de l'assemblage, du stockage ou des instruments.
Rendez la mesure reproductible avant de la rendre stricte.
Le test de résistance interne des batteries de téléphone n'est pertinent que si la méthode est reproductible. Il est essentiel de contrôler l'instrument, la fréquence, les sondes, la température, l'état de charge, le temps de repos et le format des données avant de définir des critères d'acceptation plus stricts.
Veuillez transmettre à ESC vos modèles cibles, les données d'échantillons approuvées, la quantité commandée et les exigences d'inspection. ESC peut vous aider à préparer des échantillons au niveau du modèle et les dossiers de lot. Les limites finales doivent être approuvées à partir de batteries de référence vérifiées et corrélées aux résultats de capacité, d'ajustement et de performance de l'appareil.
Références de sources externes
- Hioki — Comment mesurer la résistance interne d'une batterie
- Hioki — Test de résistance interne des batteries lithium-ion
- Hioki — Mesure de la résistance des batteries lithium-ion et des circuits de protection
- Laboratoire national des énergies renouvelables — Modélisation de la résistance des batteries lithium-ion en fonction de la température et de l'état de charge
