鉅大LARGE | 點擊量:1307次 | 2023年08月31日
磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻構(gòu)成以及測量方法介紹
磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)阻構(gòu)成
電阻是磷酸鐵鋰離子電池在工作時,電流流過電池內(nèi)部受到的阻力。通常,磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)阻分為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成。極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)時由極化引起的電阻,包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。
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(jié)構(gòu)、連接方式等有關(guān)。
極化電阻,加載電流的瞬間才出現(xiàn)的電阻,是電池內(nèi)部各種阻礙帶電離子抵達(dá)目的地的趨勢總和。極化電阻可以分為電化學(xué)極化和濃差極化兩部分。
電化學(xué)極化是電解液中電化學(xué)反應(yīng)的速度無法達(dá)到電子的移動速度造成的;濃差極化,是鋰離子嵌入脫出正負(fù)極材料并在材料中移動的速度小于鋰離子向電極集結(jié)的速度造成的。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池內(nèi)阻測量方法
1.直流內(nèi)阻測量方法
使用電流源,給磷酸鐵鋰離子電池施加一個短時脈沖,測量其端電壓與開路電壓的差。用這個差值除以測試電流即認(rèn)為是電池的直流內(nèi)阻。鋰離子電池極化內(nèi)阻會受到加載電流大小的影響,為了盡量避開這個因素,直流測量內(nèi)阻方法的通電時間比較短,并且加載電流比較大。
理論上,測量電流越小,越不會引起極化反應(yīng),減少極化電阻的干擾。但由于磷酸鐵鋰離子電池內(nèi)阻本身很小,都是毫歐量級,電流過小,電壓檢測儀器受限于測量精度,無法排除測量誤差對結(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,找到一個平衡二者關(guān)系的測量電流值。
關(guān)于普通電池單體來說,測量電流一般在5C-10C左右,很大。隨著電芯容量的增大,或者多個電芯并聯(lián),其內(nèi)阻是減小的,因此,假如沒有儀器精度的提高,測量電流是很難降下來的。
2.交流內(nèi)阻測量方法
給磷酸鐵鋰離子電池加載一個幅值較小的交流輸入作為激勵,監(jiān)測其端電壓的響應(yīng)情況。使用特定程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出電池的交流內(nèi)阻。分析得到的阻值,只與電池本身特性有關(guān),與采用的激勵信號大小無關(guān)。
由于電池電容特性的存在,激勵信號的頻率不同,其測量得到的阻值也不同。