锂离子电池内阻如何测量

2021-03-30      1687 次浏览

锂离子电池内阻测量方法,一般分为直流测量方法和交流测量方法两种。


①交流内阻测量方法


给电池加载一个幅值较小的交流输入作为激励,监测其端电压的响应情况。使用特定程序对数据进行分析,得出电池的交流内阻。分析得到的阻值,只与电池本身特性有关,与采用的激励信号大小无关。


由于电池电容特性的存在,激励信号的频率不同,其测量得到的阻值也不同。软件分析的结果可以用一组复数表示,横轴为实部,纵轴为虚部。这样,就形成了一个图谱,所谓交流阻抗谱,如上图所示。


通过进一步的数据分析,人们可以从交流阻抗谱中得到这只电池的欧姆电阻,SEI膜的扩散电阻,SEI膜的电容值,电荷在电解液中传递的等效电容值以及电荷在电解液中扩散电阻值,进而绘制出电池等效模型,进行电池性能的进一步研究。一种等效电池模型,如下图所示。


②直流内阻测量方法


使用电流源,给电池施加一个短时脉冲,测量其端电压与开路电压的差。用这个差值除以测试电流即认为是电池的直流内阻。


锂离子电池极化内阻会受到加载电流大小的影响,为了尽量避开这个因素,直流测量内阻方法的通电时间比较短,并且加载电流比较大。


理论上,测量电流越小,越不会引起极化反应,减少极化电阻的干扰。但由于电池内阻本身很小,都是毫欧量级,电流过小,电压检测仪器受限于测量精度,无法排除测量误差对结果的干扰。因此,人们权衡仪器精度和极化内阻的影响,找到一个平衡二者关系的测量电流值。


关于普通电池单体来说,测量电流一般在5C-10C左右,很大。随着电芯容量的增大,或者多个电芯并联,其内阻是减小的,因此,假如没有仪器精度的提高,测量电流是很难降下来的。


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