锂离子电池内阻与容量测试的方法有什么?

2021-02-28      1061 次浏览

电池内阻等于开路电压除以短路电流,容量是指锂离子电池存储电量的大小,电池容量的高低是决定锂离子电池质量的重要内容。目前,锂离子电池被广泛地运用到我们的生活中,我们如何测试锂离子电池内阻和容量呢?


锂离子电池容量就是指它的容纳的电量,单位通常是安时、毫安时。如:锂离子电池容量是500mAh,表示电池假如工作时电流是10mA,则可持续工作50小时。


锂离子电池内阻重要包括两个部分,欧姆内阻和极化内阻在温度恒定的条件下,欧姆电阻基本稳定不变,而极化电阻会随着影响极化水平的因素变动。欧姆电阻重要由电极材料、电解液、隔膜电阻及集流体、极耳的连接等各部分零件的接触电阻组成,与电池的尺寸、结构、连接方式等有关。锂离子电池的端电压,指锂离子电池被连接在回路中处于工作状态时,检测到的电池正负极之间的电压,其数值等于锂离子电池电势减去欧姆内阻占压后,剩余的电压值。


测试锂离子电池内阻的意义:


1、厂中出厂检验的项目之一;组装锂离子电池组时,需选择内阻相近的电池单元组成一组;因锂离子电池的容量Ah越大,内阻就越小,因此可以根据内阻大小粗略判断电池容量;锂离子电池老化和失效后突出的表现为内阻增大,因此测试电池内阻就可以快速判断出电池的老化程度;锂离子电池组维护过程中,要经常测试各电池单元的内阻,以便把内阻增大的单元挑出来,换个好的。


锂离子电池内阻测试方法:


根据物理公式R=U/I,测试设备让锂离子电池在短时间内(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),测量此时锂离子电池两端的电压,并按公式计算出当前的锂离子电池内阻。


测量电池的开路电压:U1电池两端并联一固定阻值电阻:R,进行放电;测量锂离子电池放电期间电池的两端电压:U2;计算电池内阻:r=(U1-U2)/(U2/R),某电池开路电压为12V,并联一个10欧姆电阻后电压降为10V,则该电池的内阻为:r=(U1-U2)/(U2/R)=(12-10)/(10/10)=2欧姆。


通常情况下,锂离子电池的内阻r越大,表明电池带负载越差,大功率电池(如蓄电池)的内阻r通常都非常小。小功率电池(如9V叠层电池)的内阻通常都比较大。


因为锂离子电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给锂离子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锂离子电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂离子电池测量时间极短,一般在100毫秒左右。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。


锂离子电池容量测试方法:


锂离子电池容量测试是以满电电压和设定的终止电压为参数的,因为锂离子电池的最低放电电压是2.75V,所以,小于3V的电压已经对锂离子电池测试没有意义;固定电流放电一般用多少C表示,锂离子电池一般用0.5C放电进行测试。


把电池充满电,单只锂离子电池充充满电后的电压是4.2V;用万用表使锂离子电池恒流0.5C,相关于电池容量而言放电,终止电压设定为3v;用恒流放电的时间乘以放电电流就是电池容量了;检验:假如恒流放电不能达到两个小时,那么标称电压就是不够的,锂离子电池就有假冒伪劣的可能性。



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