鉅大LARGE | 點擊量:1055次 | 2021年02月28日
鋰離子電池內阻與容量測試的方法有什么?
電池內阻等于開路電壓除以短路電流,容量是指鋰離子電池存儲電量的大小,電池容量的高低是決定鋰離子電池質量的重要內容。目前,鋰離子電池被廣泛地運用到我們的生活中,我們如何測試鋰離子電池內阻和容量呢?
鋰離子電池容量就是指它的容納的電量,單位通常是安時、毫安時。如:鋰離子電池容量是500mAh,表示電池假如工作時電流是10mA,則可持續工作50小時。
鋰離子電池內阻重要包括兩個部分,歐姆內阻和極化內阻在溫度恒定的條件下,歐姆電阻基本穩定不變,而極化電阻會隨著影響極化水平的因素變動。歐姆電阻重要由電極材料、電解液、隔膜電阻及集流體、極耳的連接等各部分零件的接觸電阻組成,與電池的尺寸、結構、連接方式等有關。鋰離子電池的端電壓,指鋰離子電池被連接在回路中處于工作狀態時,檢測到的電池正負極之間的電壓,其數值等于鋰離子電池電勢減去歐姆內阻占壓后,剩余的電壓值。
測試鋰離子電池內阻的意義:
1、廠中出廠檢驗的項目之一;組裝鋰離子電池組時,需選擇內阻相近的電池單元組成一組;因鋰離子電池的容量Ah越大,內阻就越小,因此可以根據內阻大小粗略判斷電池容量;鋰離子電池老化和失效后突出的表現為內阻增大,因此測試電池內阻就可以快速判斷出電池的老化程度;鋰離子電池組維護過程中,要經常測試各電池單元的內阻,以便把內阻增大的單元挑出來,換個好的。
鋰離子電池內阻測試方法:
根據物理公式R=U/I,測試設備讓鋰離子電池在短時間內(一般為2~3秒)強制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A~80A的大電流),測量此時鋰離子電池兩端的電壓,并按公式計算出當前的鋰離子電池內阻。
測量電池的開路電壓:U1電池兩端并聯一固定阻值電阻:R,進行放電;測量鋰離子電池放電期間電池的兩端電壓:U2;計算電池內阻:r=(U1-U2)/(U2/R),某電池開路電壓為12V,并聯一個10歐姆電阻后電壓降為10V,則該電池的內阻為:r=(U1-U2)/(U2/R)=(12-10)/(10/10)=2歐姆。
通常情況下,鋰離子電池的內阻r越大,表明電池帶負載越差,大功率電池(如蓄電池)的內阻r通常都非常小。小功率電池(如9V疊層電池)的內阻通常都比較大。
因為鋰離子電池實際上等效于一個有源電阻,因此我們給鋰離子電池施加一個固定頻率和固定電流(目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流),然后對其電壓進行采樣,經過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該鋰離子電池的內阻值。交流壓降內阻測量法的鋰離子電池測量時間極短,一般在100毫秒左右。這種測量方法的精確度也不錯,測量精度誤差一般在1%~2%之間。
鋰離子電池容量測試方法:
鋰離子電池容量測試是以滿電電壓和設定的終止電壓為參數的,因為鋰離子電池的最低放電電壓是2.75V,所以,小于3V的電壓已經對鋰離子電池測試沒有意義;固定電流放電一般用多少C表示,鋰離子電池一般用0.5C放電進行測試。
把電池充滿電,單只鋰離子電池充充滿電后的電壓是4.2V;用萬用表使鋰離子電池恒流0.5C,相關于電池容量而言放電,終止電壓設定為3v;用恒流放電的時間乘以放電電流就是電池容量了;檢驗:假如恒流放電不能達到兩個小時,那么標稱電壓就是不夠的,鋰離子電池就有假冒偽劣的可能性。
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