内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下,内阻小的电池的大电流放电能力强,内阻大的电池放电能力弱。
取个简单的例子:一台老式的使用5号电池的数码相机(例如耗电量很大的CANON210),使用5号碱性电池供电,可以连续拍几十张相片;但使用5号干电池供电,只能拍上几张就自动关机了,但干电池并不是完全没电;再换上5号可充电镍氢电池,可以拍的相片更多。
在实际测量后我们可以知道:镍氢电池的内阻<碱性电池的内阻<干电池的内阻。此例子说明在大电流放电的应用中,一定要选择内阻较小的电池。
目前行业中应用的电池内阻测量方法。
行业应用中,电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说行业中应用的电池内阻测量方法。目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两种:
1、直流放电内阻测量法。
根据物理公式R=V/I,测试设备让电池在短时间内(一般为2-3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A-80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。这种测量方法的精确度较高,控制得当的话,测量精度误差可以控制在0.1%以内。但此法有明显的不足之处:
(1)只能测量大容量电池或者蓄电池,小容量电池无法在2-3秒钟内负荷40A-80A的大电流;
(2)当电池通过大电流时,电池内部的电极会发生极化现象,产生极化内阻。故测量时间必须很短,否则测出的内阻值误差很大;
(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。
2、交流压降内阻测量法。
因为电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1KHZ频率,50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。交流压降内阻测量法的电池测量时间极短,一般在100毫秒左右,几乎是一按下测量开关就测完了。呵呵。这种测量方法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%-2%之间。此法的优缺点:
(1)使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池,包括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。
(2)交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。
(3)用此法测量,对电池本身不会有太大的损害。