鋰離子電池內(nèi)阻影響因素及測(cè)量辦法介紹
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-09-24 13:23
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1外加因素
溫度，環(huán)境溫度是各種電阻的緊要影響因素，詳盡到鋰離子電池，是由于溫度影響電化學(xué)材料的活性，筆直決定電化學(xué)反應(yīng)的速度和離子運(yùn)動(dòng)的速度。
電流或者說(shuō)負(fù)載的需求，一方面電流的大小與極化內(nèi)阻有筆直關(guān)聯(lián)。大體趨勢(shì)是電流越大，極化內(nèi)阻越大。另一方面，電流的熱效應(yīng)，對(duì)電化學(xué)材質(zhì)的活性萌生影響。
2電池自身因素
正極材料，負(fù)極材料，鋰離子嵌入和脫嵌的難易程度，決定了材料內(nèi)阻的大小，是濃差極化電阻的一部分。
電解液，鋰離子在電解液中的移動(dòng)速率，受電解液導(dǎo)電率的影響，是電化學(xué)極化電阻的緊要構(gòu)成部分。
隔膜，隔膜自身電阻，筆直構(gòu)成歐姆內(nèi)阻的一部分，同時(shí)其對(duì)鋰離子移動(dòng)速率的妨礙，又形成了一部分電化學(xué)極化電阻。
集流體電阻，部件連接電阻，是電池歐姆內(nèi)阻的緊要組成部分。
工藝水平，極片制作工藝、涂料是不是平均、壓實(shí)密度要怎么樣，這些電芯出產(chǎn)過(guò)程中工藝水平的高低，也會(huì)對(duì)極化內(nèi)阻造成筆直影響。
鋰離子電池內(nèi)阻測(cè)量
鋰離子電池內(nèi)阻測(cè)量辦法，一般分為直流測(cè)量辦法和交流測(cè)量辦法兩種。
直流內(nèi)阻測(cè)量辦法
使用電流源，給電池施加一個(gè)短時(shí)脈沖，測(cè)量其端電壓與開(kāi)路電壓的差。用這個(gè)差值除以探測(cè)電流即認(rèn)為是電池的直流內(nèi)阻。
鋰離子電池極化內(nèi)阻會(huì)受到加載電流大小的影響，為了盡量避開(kāi)這個(gè)因素，直流測(cè)量?jī)?nèi)阻辦法的通電時(shí)間比較短，并且加載電流比較大。
理論上，測(cè)量電流越小，越不會(huì)引起極化反應(yīng)，減少極化電阻的干擾。但由于電池內(nèi)阻本身很小，都是毫歐量級(jí)，電流過(guò)小，電壓測(cè)試儀器受限于測(cè)量精度，無(wú)法排除測(cè)量誤差對(duì)結(jié)果的干擾。因此，人們權(quán)衡儀器精度和極化內(nèi)阻的影響，找到一個(gè)平衡二者關(guān)系的測(cè)量電流值。
有關(guān)一般電池單體來(lái)說(shuō)，測(cè)量電流一般在5C-10C左右，很大。隨著電芯容量的增大，或者多個(gè)電芯并聯(lián)，其內(nèi)阻是減小的，因此，倘若沒(méi)有儀器精度的提高，測(cè)量電流是很難降下來(lái)的。
2交流內(nèi)阻測(cè)量辦法
給電池加載一個(gè)幅值較小的交流輸入作為激勵(lì)，監(jiān)測(cè)其端電壓的應(yīng)和情況。使用特定程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分解，得出電池的交流內(nèi)阻。分解得到的阻值，只與電池本身特性有關(guān)，與采用的激勵(lì)信號(hào)大小無(wú)關(guān)。
由于電池電容特性的存在，激勵(lì)信號(hào)的頻率不同，其測(cè)量得到的阻值也不同。軟件分解的結(jié)果可以用一組復(fù)數(shù)表示，橫軸為實(shí)部，縱軸為虛部。這樣，就形成了一個(gè)圖譜，所謂交流阻抗譜，如上圖所示。
通過(guò)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分解，人們可以從交流阻抗譜中得到這只電池的歐姆電阻，SEI膜的擴(kuò)散電阻，SEI膜的電容值，電荷在電解液中傳遞的等效電容值以及電荷在電解液中擴(kuò)散電阻值，進(jìn)而繪制出電池等效模型，進(jìn)行電池性能的進(jìn)一步研究。
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