不同類型的鋰電池內(nèi)阻變化程度不同
使用條件影響
溫度
溫度對內(nèi)阻大小的影響是顯而易見的,溫度越低,電池內(nèi)部的離子傳輸就越慢,電池的內(nèi)阻就越大。電池阻抗可以分為體相阻抗、SEI膜阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗,體相阻抗和SEI膜阻抗主要受電解液離子電導(dǎo)率影響,在低溫下的變化趨勢與電解液電導(dǎo)率變化趨勢一致。相較體相阻抗和SEI膜阻在低溫下的增幅,電荷反應(yīng)阻抗隨溫度降低增加更加顯著,在-20℃以下,電荷反應(yīng)阻抗占電池總內(nèi)阻的比例幾乎達到100%。
SOC
當電池處于不同的SOC時,其內(nèi)阻大小也不相同,尤其是直流內(nèi)阻直接影響著電池的功率性能,進而反映電池在實際狀態(tài)下的電池性能:鋰電池直流內(nèi)阻隨電池放電深度DOD的增加而增加,在10%~80%的放電區(qū)間時內(nèi)阻大小基本不變,一般在較深的放電深度時內(nèi)阻增加顯著。
存儲
隨著鋰離子電池存儲時間的增加,電池不斷老化,其內(nèi)阻不斷增大。不同類型的鋰電池內(nèi)阻變化程度不同。在經(jīng)歷9-10月長時間的存儲后,LFP電池的內(nèi)阻增加率比NCA和NCM電池的內(nèi)阻增加率高。內(nèi)阻的增加率與存儲時間、存儲溫度和存儲SOC相關(guān),
循環(huán)
不管是存儲還是循環(huán),溫度對電池內(nèi)阻的影響都是一致的,循環(huán)溫度越高,內(nèi)阻增加率越大。而不同的循環(huán)區(qū)間對電池的內(nèi)阻影響也不相同,電池內(nèi)阻隨著充放電深度的提高而加速增長,內(nèi)阻的增幅與充放電深度的加強成正比。除了循環(huán)中充放電深度的影響,充電截至電壓也有影響:太低或太高的充電電壓上限會使得電極的界面阻抗加大,太低的上限電壓下不能夠很好地形成鈍化膜,而太高的電壓上限會導(dǎo)致電解液在LiFePO4電極表面氧化分解形成電導(dǎo)率低的產(chǎn)物。
其它
車載鋰電池在實際應(yīng)用中不可避免的會經(jīng)歷較差的路況,但研究發(fā)現(xiàn)鋰電池在應(yīng)用過程中振動環(huán)境對鋰電池內(nèi)阻幾乎沒有影響。
展望
內(nèi)阻是衡量鋰離子功率性能和評估電池壽命的重要參數(shù),內(nèi)阻越大,電池的倍率性能越差,且在存儲和循環(huán)使用中增加的越快。而內(nèi)阻與電池結(jié)構(gòu)、電池材料特性和制造工藝相關(guān),并隨著環(huán)境溫度和荷電狀態(tài)的變化而變化。因此,開發(fā)低內(nèi)阻電池是提升電池功率性能的關(guān)鍵,同時掌握電池內(nèi)阻的變化規(guī)律對電池壽命預(yù)測具有非常重要的現(xiàn)實意義。












