随着全社会用电量的增加，新能源的快速发展，包括电动汽车，储能等新兴产业的兴起，带动锂电池市场需求越来越大。根据 Research and Markets 调研数据显示，2020 年全球锂离子电池市场价值约为405亿美元，预计2026年市场将以 14.6% 的GACR增长，达到近920 亿美元的规模，超过2020年市场规模的一倍。从全球锂电池产量来看，动力锂电池占据了主要的产量份额，达到了70.8%，其次是消费锂电池份额为22.2%，储能电池的市场份额为7%。但随着全球各国碳中和战略的提出，各企业纷纷部署动力电池与储能电池产线，有望推动动力锂电池和储能锂电池的市场份额进一步提升。  
由于市场对锂电池的期望值越来越高，好的制造工艺和技术成为保障锂电池性能优势的关键。电池化成、分容作为锂电池生产过程中必不可少的工序，对锂电池性能的优劣起着至关重要的作用，化成的好坏，直接影响到锂电池首次效率，循环使用寿命，热稳定性和安全性能。
 
电池“长寿”性能好，分容化成少不了
一般来说，电池化成的工艺分为恒流充电、恒压充电和恒功率充电，恒流放电、恒功率放电和恒阻放电阶段，电池化成过程对锂电池的充放电电流电压测量的误差要求较高，比较理想的精度是万分之五到万分之一，以便保证化成设备的总体精度在千分之一。
 
而电池的分容是通过化成分容柜来完成的，它可以同时为大量的电池充放电。电池分容时通过电脑管理得到每一个检测点的数据，从而分析出这些电池容量的大小和内阻等数据，确定电池的质量等级，这个过程就是分容。
 
分容的另外一个目的是对电池进行分档组编，就是筛选出单体的内阻和容量相同的单体进行组合。组合时，只有性能很接近的才能组成电池组。比如，动力电池组为满足电动汽车的能量需求，往往需要数十支到数千支电池组成，受到系统复杂性的影响，电池组的行为有其独特性，并不是单体电池的做一个简单的加减法就能够获得电池组的性能。
 
另一方面，单体电池的一致性差也可能会导致电池组安全性降低。研究显示即便是单体电池循环寿命可达1000次以上，在组成电池组时，如果没有均衡设备的保护，电池组的循环寿命可能不足200次。
 
合适的测量手段是电池分容化成设备的重要指标。为了提高电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能，必须严格控制锂电池的一致性或精确评定电池等级，所以对分容设备的电流和电压的测量精度有很高的要求。
 
单芯片测试方案兼顾分容化成效率与精度
传统电池化成分容设备所使用的双向DC-DC变换器模块方案分为两类，即基于分立器件的方案与数字方案，分立器件方案一般应用于中小功率场景，数字方案则可以同时适应大中小不同功率场景。针对不同的电池测试参数，传统的分立器件模拟环路只能去通过修改或调整线路板上的电容或者是电阻网络去改进这个值，这不仅对电容提出了很高的要求，在测试进行的过程中的调试也会非常不方便。如果是数字控制环路的测试方案，可能只需修改几行代码即可完成，大大提高了测试效率，然而其软件开发难度大、成本高、周期长，后期维护成本偏高。
 
亚德诺半导体（ADI）将模拟前端、功率控制和监控电路集成在单个IC，测试组件合并为一个完整的解决方案，既具备分立器件方案的成本优势，又具备数字方案的多功能灵活性。ADBT1000/1/2系列芯片便是ADI高精度测试芯片的典型代表。基于数字环路控制设计，ADBT1000系列芯片集成了外围的ADC、检测电路，可以大大减少客户开发电池分容系统的时间，与此同时相较上一代的单通道方案，拥有最多4个数据采集通道，客户可以多路自由组合。例如同时可以两两定向，既能通过两个通道的并联，去输出更大的电流，也可以把4个通道同时并联，单芯片实现了高达240A的大电流充放电，符合于现阶段电池容量持续提升的大趋势。
本文小结
锂电产业的蓬勃发展就带动了锂电池生产测试的需求，如何改善电池的测量精度和使用寿命，增加电池的续航能力、降低成本，保证使用安全是全行业都面临的挑战。ADI新一代ADBT1000系列测试芯片便在提供高精度的同时，以状态机方式实现数字化环路控制替代模拟控制，提高了工厂对于电池化成分容的测试能力，扩大了测试规模，增加了电池化成设备的稳定性，使制造商能够更高效地生产安全强劲的动力电池组。