關(guān)于電池的內(nèi)阻知道這幾點(diǎn)就夠了？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-02-23 16:25
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電池內(nèi)阻作為電池最基本的性能指標(biāo)，內(nèi)阻的大小對(duì)其性能有著非常重要的影響，在《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》中，對(duì)電池內(nèi)阻的測量也提出了要求：企業(yè)應(yīng)具有開路電壓和內(nèi)阻在線檢測能力，檢測精度分別為1mV和1mΩ。
什么是內(nèi)阻
電池在工作時(shí)，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力，它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，而極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻是由電極材料、電解液、隔膜及各個(gè)部分的接觸電阻所組成。極化內(nèi)阻是由電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化引起的電阻，包括電化學(xué)極極化和濃差極化電阻。
上圖右邊是一個(gè)鋰離子電池的等效電路，我們可以把電池和內(nèi)阻拆開考慮，分為一個(gè)完全沒有內(nèi)阻的電源串接上一個(gè)阻值很小的電阻。左邊的圖是一個(gè)放電曲線X軸表示放電量，Y軸表示電壓，理想狀態(tài)是黑色的曲線，紅色的是考慮到內(nèi)阻的的時(shí)候真是狀態(tài)。所以電池內(nèi)阻做的越小，循環(huán)壽命和倍率放電性能就會(huì)越好。
內(nèi)阻如何測量
通常電池內(nèi)阻的測量方法有交流(AC)測試法和直流(DC)測試法(當(dāng)然在電化學(xué)分析中經(jīng)常用到的是電化學(xué)阻抗譜EIS，各位可在后臺(tái)回復(fù)關(guān)鍵詞EIS獲取簡單易懂的《EIS入門教程》）
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交流內(nèi)阻法是采用1KHz的正選波電流，來測試引起的壓降，計(jì)算內(nèi)阻。
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直流測試又分為DCR法，MCCF法，HPPC法。
DCR法：使用不同的充電和放電倍率的電流，持續(xù)10S，記錄電壓和電流，形成一條直線，斜率即為內(nèi)阻。
MCCF法：采用持續(xù)時(shí)間為5S的脈沖充放電電流，記錄電壓降，計(jì)算內(nèi)阻。
HPPC法：美國PNGV規(guī)定，采用連續(xù)的充放電脈沖，測試引起的壓降，有兩種（放電時(shí)間18秒，充電2S；充放電時(shí)間均為10S）
兩種方法的對(duì)比
我們可以看出直流方法都是根據(jù)物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ得出的。讓電池在短時(shí)間內(nèi)通過一個(gè)很大的恒定直流電流，測量此時(shí)電池兩端的電壓，并按公式計(jì)算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。這種測量方法的精確度較高，控制得當(dāng)?shù)脑?，測量精度誤差可以控制在 0.1％以內(nèi)。簡單總結(jié)起來有以下幾點(diǎn)：
1.只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量電池?zé)o法在 2～3 秒鐘內(nèi)負(fù)荷40A～80A的大電流。
2.當(dāng)電池通過大電流時(shí)，電池內(nèi)部的電極會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象，產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測量時(shí)間必須很短，否則測出的內(nèi)阻值誤差很大。
3.大電流通過電池對(duì)電池內(nèi)部的電極有一定損傷。
而交流測試法僅測試電池的歐姆內(nèi)阻，主要評(píng)價(jià)的是電池芯的生產(chǎn)工藝好壞。我們一般用交流內(nèi)阻的值來評(píng)價(jià)電芯的合格與否，通過電壓的波形來評(píng)價(jià)正負(fù)極材料的涂布效果，極耳焊接效果等來改善工藝?？偨Y(jié)起來有以下幾點(diǎn)
1.交流法可以測量幾乎所有的電池。
2.交流法的測量精度很可能會(huì)受到紋波電流的影響，這對(duì)測量儀器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗(yàn)。
3.由于電流較小用此法測量，對(duì)電池本身不會(huì)有太大的損害。
4.交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法。
不同的測試方法偏重的應(yīng)用環(huán)境不同。應(yīng)該根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境選用相應(yīng)的測試方法。電池在不同的SOC，不同的放電電流，內(nèi)阻值也不相同，所以一般說內(nèi)阻，是指充滿電時(shí)的內(nèi)阻。特別是動(dòng)力電池，內(nèi)阻是要測試整個(gè)充放電過程中的變化，在70%~30%SOC區(qū)間最穩(wěn)定。
測試電池的內(nèi)阻時(shí)一定要考慮到測試設(shè)備的穩(wěn)定性和精度。本身待測的電池內(nèi)阻就非常小了，如果這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)內(nèi)再引入其他變量比如合理誤差，線路情況，面與面的接觸等都對(duì)測試的結(jié)果有非常大的影響。
