电池阻抗对充放电性能的影响是?

2021-07-12      1643 次浏览

池阻抗的大小直接影响到电池能量的消耗,无论是在充电还放电阶段,阻抗的存在都会引起能量的损失,这就会使电池表现出充电电压平台>放电的电压平台(能量=电压*电流*时间),图2为某磷酸铁锂电池充放电过程的SOC-电压曲线(1/20C电流充放)。


为基于阻抗分解的电池等效电路图。其中,C1为理想电源,表示电池存储电荷的能力,其电压为U1,不受充放电状态的影响;R1为欧姆阻抗,R2为极化阻抗,R3为接触阻抗,V1为电池正负极间测量的电压值。结合该等效电路图对电池充放电过程中的电压变化进行分析。


在电池处于静置状态时,此时测量的V1为电池的开路电压,极化电阻R2为0,且由于测量的电流极小,欧姆内阻与接触内阻产生的分压也极小,因此V1≈U1。


当电池处于放电状态时,充/放电端接用电器,电池由理想电源C1提供电荷,并且经过电池自身的R1、R2、R3三个阻抗的分压,提供给外接用电器,此时电池正负极间测得的电压值V1实际为用电器获得的分压,V1=U1-(R1+R2+R3)*I。当放电结束后电池转为静置状态,极化内阻逐渐消失,V1≈U1,因此在放电过程中,电池端的电压值会低于静置时的电压值。


当电池处于充电状态时,充/放电端接电源,此时电池自身相当于用电器,此时电池正负极间测得的电压值实际为电池两端获得的电压,但是由于电池存在R1、R2、R3三个阻抗的分压作用,理想电源C1实际获得的U1=V1-(R1+R2+R3)*I。当充电结束后,极化内阻逐渐消失,V1≈U1,因此在充电过程中,电池端的电压值会高于静置时的电压值。


在PACK过程中,由于焊接不良或螺栓扭矩未打紧会造成电池与极片的接触阻抗R3远大于欧姆内阻R1与极化内阻R2,这会直接影响到电池包的电性能测试,通常会表现为电池的端电压瞬间飙高或飚低,甚至达到电压保护的上下限,导致电性能测试区间缩短或直接终止。


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