Po pierwsze, definicja i rola rezystancji wewnętrznej
(1) Definicja rezystancji wewnętrznej
Rezystancja wewnętrzna odnosi się do rezystancji napotykanej przez prąd przepływający przez wnętrze baterii
litowej podczas rozładowywania lub ładowania. Jest ona określana na podstawie przewodności materiału wewnątrz akumulatora, szybkości transportu jonów w elektrolicie, rezystancji styku między elektrodą a elektrolitem i wielu innych czynników. Rozmiar rezystancji wewnętrznej wpływa bezpośrednio na wydajność baterii litowej, w tym na moc wyjściową, żywotność, charakterystykę temperaturową i tak dalej.
(2) Rola rezystancji wewnętrznej w bateriach litowych
1. Rezystancja wewnętrzna jest jednym z czynników ograniczających moc wyjściową baterii litowych. Gdy rezystancja wewnętrzna akumulatora jest duża, prąd przepływający przez akumulator spowoduje duży spadek napięcia, co spowoduje zmniejszenie mocy wyjściowej akumulatora.
2. Opór wewnętrzny spowoduje samorozładowanie akumulatora. Ze względu na rezystancję wewnątrz akumulatora, przez akumulator przepływa określony prąd, gdy nie działa, co powoduje jego samorozładowanie.
3. Rezystancja wewnętrzna wpływa na charakterystykę temperaturową akumulatora. Baterie o dużej rezystancji wewnętrznej będą generować więcej ciepła podczas rozładowywania lub ładowania, co spowoduje wzrost temperatury baterii, co dodatkowo wpłynie na wydajność baterii.
Po drugie, oceń charakterystykę baterii na podstawie rezystancji wewnętrznej prądu stałego
. W zastosowaniach praktycznych rezystancja wewnętrzna prądu stałego jest często wykorzystywana do oceny stanu baterii litowych, przewidywania żywotności i szacowania SOC (stanu naładowania) i SOP (stanu mocy) baterii. bateria. Mierząc rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego, można uzyskać informacje o stanie akumulatora, co stanowi podstawę do zarządzania akumulatorem i jego kontroli oraz dalszej poprawy wydajności i żywotności akumulatora w następujący sposób: 1. Ocena stanu zdrowia: Stan
zdrowia
akumulatora bateria litowa odnosi się do stopnia degradacji baterii podczas użytkowania, zwykle ocenianego na podstawie szybkości spadku pojemności i szybkości wzrostu rezystancji wewnętrznej. Zmiana rezystancji wewnętrznej prądu stałego może odzwierciedlać zmiany fizyczne i chemiczne wewnątrz akumulatora, dzięki czemu można ją wykorzystać do oceny stanu akumulatora. Kiedy kondycja akumulatora spada, jego rezystancja wewnętrzna ma tendencję do wzrostu.
2. Przewidywanie życia:
Wzrost rezystancji wewnętrznej akumulatora jest ważnym objawem starzenia się akumulatora. Monitorując rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego, można przewidzieć żywotność akumulatora. Gdy rezystancja wewnętrzna prądu stałego wzrośnie do pewnego stopnia, oznacza to, że żywotność baterii jest bliska lub przekracza ją i wymaga wymiany lub naprawy.
3. Oszacowanie SOC systemu:
SOC akumulatora odnosi się do aktualnego stanu naładowania akumulatora, to znaczy stosunku pozostałej dostępnej energii w akumulatorze do energii całkowitej. Istnieje pewna zależność pomiędzy rezystancją wewnętrzną prądu stałego a SOC akumulatora. SOC akumulatora można oszacować mierząc rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego. Zgodnie z istniejącym modelem zależności rezystancji wewnętrznej od stanu naładowania, SOC akumulatora można obliczyć, mierząc rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego.
4. Oszacowanie SOP systemu:
SOP akumulatora odnosi się do aktualnego stanu naładowania akumulatora, to znaczy maksymalnej mocy, jaką akumulator może zapewnić. Istnieje również związek pomiędzy rezystancją wewnętrzną prądu stałego a SOP akumulatora. SOP akumulatora można oszacować mierząc rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego. Zgodnie z istniejącym modelem zależności rezystancji wewnętrznej od stanu mocy, SOP akumulatora można obliczyć, mierząc rezystancję wewnętrzną akumulatora prądu stałego.
Wewnętrzna rezystancja prądu stałego odgrywa ważną rolę w ocenie stanu zdrowia, przewidywaniu żywotności i szacowaniu SOC i SOP baterii litowej.
Trzy , Metoda pomiaru rezystancji wewnętrznej
Metody pomiaru rezystancji wewnętrznej dzielą się głównie na pomiary statyczne i pomiary dynamiczne.
1. Statyczna metoda pomiaru
Statyczna metoda pomiaru polega na obliczeniu rezystancji wewnętrznej akumulatora poprzez pomiar różnicy pomiędzy napięciem obwodu otwartego a prądem zwarciowym. Konkretne kroki są następujące:
(1) Umieść baterię na pewien czas, aby reakcja elektrochemiczna w niej była zrównoważona.
(2) Zmierz napięcie obwodu otwartego akumulatora.
(3) Podłącz obciążenie między dodatnim i ujemnym zaciskiem akumulatora, aby zmierzyć prąd zwarciowy.
(4) Zgodnie z prawem Ohma oblicz rezystancję wewnętrzną akumulatora.
2. Metoda pomiaru dynamicznego Metoda pomiaru dynamicznego polega na pomiarze rezystancji wewnętrznej akumulatora poprzez podanie sygnału elektrycznego prądu przemiennego. Konkretne kroki są następujące:
(1) Podaj sygnał elektryczny prądu przemiennego między dodatnim i ujemnym zaciskiem akumulatora.
(2) Zmierz sygnały prądu i napięcia akumulatora.
(3) Oblicz rezystancję wewnętrzną akumulatora zgodnie z różnicą faz i stosunkiem amplitudy sygnałów prądu i napięcia.
Cztery , Czynniki wpływające na rezystancję wewnętrzną
Na wielkość rezystancji wewnętrznej wpływa wiele czynników, obejmujących głównie następujące aspekty:
1. Przewodność materiału akumulatora Przewodność materiału akumulatora określa szybkość przesyłania prądu wewnątrz akumulatora . Im wyższa przewodność materiału wewnątrz akumulatora, tym niższy opór wewnętrzny.
2. Szybkość transportu jonów w elektrolicie Szybkość transportu jonów w elektrolicie ma bezpośredni wpływ na rezystancję wewnętrzną akumulatora. Im większa szybkość transportu jonów w elektrolicie, tym niższy opór wewnętrzny.
3. Rezystancja styku pomiędzy elektrodą a elektrolitem Rezystancja styku pomiędzy elektrodą a elektrolitem jest również ważnym czynnikiem wpływającym na rezystancję wewnętrzną. Im mniejsza rezystancja styku, tym niższa rezystancja wewnętrzna.
4. Projekt konstrukcyjny akumulatora Projekt konstrukcyjny akumulatora będzie miał również pewien wpływ na rezystancję wewnętrzną. Na przykład im większa powierzchnia elektrody akumulatora, tym niższy opór wewnętrzny.
5. Temperatura Temperatura ma również duży wpływ na rezystancję wewnętrzną. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura, tym niższy opór wewnętrzny.
Pięć, Metody zmniejszania rezystancji wewnętrznej
Aby poprawić wydajność baterii litowych, należy podjąć pewne środki w celu zmniejszenia rezystancji wewnętrznej. Oto kilka typowych metod:
1. Optymalizacja materiału akumulatora Zmieniając skład i strukturę materiału akumulatora, poprawiaj przewodność materiału akumulatora, zmniejszając w ten sposób opór wewnętrzny.
2. Zoptymalizuj elektrolit, aby zmienić skład i stężenie elektrolitu, popraw szybkość transmisji jonów w elektrolicie, zmniejszając w ten sposób opór wewnętrzny.
3. Popraw kontakt elektrody z elektrolitem poprzez zmianę sposobu kontaktu elektrody z elektrolitem, zmniejsz rezystancję styku elektrody z elektrolitem, zmniejszając w ten sposób rezystancję wewnętrzną.
4. Zoptymalizuj projekt konstrukcyjny akumulatora Zmieniając projekt konstrukcyjny akumulatora, zwiększ powierzchnię elektrody, zmniejszając w ten sposób opór wewnętrzny.
5. Kontroluj temperaturę Prawidłowo kontroluj temperaturę pracy akumulatora, aby uniknąć nadmiernej temperatury i zmniejszyć rezystancję wewnętrzną.
Sześć. Wniosek
Rezystancja wewnętrzna jest ważnym wskaźnikiem oceny wydajności baterii litowej, który bezpośrednio wpływa na moc wyjściową, żywotność cykliczną i charakterystykę temperaturową baterii. Dzięki rozsądnym metodom pomiaru i środkom optymalizacyjnym można zmniejszyć rezystancję wewnętrzną akumulatora i poprawić wydajność akumulatora litowego. Uważa się, że wraz z ciągłym postępem nauki i technologii rezystancja wewnętrzna baterii litowych będzie ulegać dalszemu zmniejszeniu, co zapewni lepsze wsparcie dla rozwoju zastosowań baterii litowych.
