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测试锂电池内阻的意义_锂电池内阻测量方法

2020年04月21日 09:16 网络整理 作者:网络整理 用户评论(0

  内阻,作为锂电池的关键特性之一,通常,锂电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。电池的欧姆内阻由电池的总电导率决定,电池的极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定。

  内阻是影响锂电池功率性能和放电效率的重要因素,随着锂离子电池存储时间的增加,电池不断老化,其内阻不断增大。不同类型的锂电池内阻变化程度不同。

  内阻是衡量锂电池功率性能和评估锂电池寿命的重要参数,一直以来也备受关注。锂电池初始的内阻大小主要由电池的结构设计、原材料性能和制程工艺决定。

  测试锂电池内阻的意义

  1、工厂中出厂检验的项目之一;

  2、组装锂电池组时,需挑选内阻相近的电池单元组成一组;

  3、因锂电池的容量Ah越大,内阻就越小,因此可以根据内阻大小粗略判断电池容量;

  4、锂电池老化和失效后突出的表现为内阻增大,因此测试电池内阻就可以快速判断出电池的老化程度;

  锂电池内阻测量方法

  1、直流内阻测量方法

  使用电流源,给电池施加一个短时脉冲,测量其端电压与开路电压的差。用这个差值除以测试电流即认为是电池的直流内阻。

  锂电池极化内阻会受到加载电流大小的影响,为了尽量避开这个因素,直流测量内阻方法的通电时间比较短,并且加载电流比较大。

  理论上,测量电流越小,越不会引起极化反应,减少极化电阻的干扰。但由于电池内阻本身很小,都是毫欧量级,电流过小,电压检测仪器受限于测量精度,无法排除测量误差对结果的干扰。因此,人们权衡仪器精度和极化内阻的影响,找到一个平衡二者关系的测量电流值。

  对于普通电池单体来说,测量电流一般在5C-10C左右,很大。随着电芯容量的增大,或者多个电芯并联,其内阻是减小的,因此,如果没有仪器精度的提高,测量电流是很难降下来的。

  2、交流内阻测量方法

  给电池加载一个幅值较小的交流输入作为激励,监测其端电压的响应情况。使用特定程序对数据进行分析,得出电池的交流内阻。分析得到的阻值,只与电池本身特性有关,与采用的激励信号大小无关。

  由于电池电容特性的存在,激励信号的频率不同,其测量得到的阻值也不同。软件分析的结果可以用一组复数表示,横轴为实部,纵轴为虚部。

  通过进一步的数据分析,人们可以从交流阻抗谱中得到这只电池的欧姆电阻,SEI膜的扩散电阻,SEI膜的电容值,电荷在电解液中传递的等效电容值以及电荷在电解液中扩散电阻值,进而绘制出电池等效模型,进行电池性能的进一步研究。一种等效电池模型,如下图所示。

  

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( 发表人:陈翠 )

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