Как проверить внутреннее сопротивление литиевой батареи?

Батареи разных типов имеют разное внутреннее сопротивление. Аккумуляторы одного и того же типа имеют разное внутреннее сопротивление из-за несовместимых внутренних химических характеристик. Внутреннее сопротивление батареи очень маленькое. Обычно мы определяем его в миллиомах. Внутреннее сопротивление - важный технический индикатор для измерения производительности батареи. В нормальных условиях батарея с малым внутренним сопротивлением имеет большую способность к разрядке по току, а батарея с большим внутренним сопротивлением имеет слабую способность к разрядке.

На принципиальной схеме разрядной цепи мы можем рассматривать батарею и внутреннее сопротивление, которые нужно разобрать, и разделить его на источник питания без внутреннего сопротивления и подключить резистор с небольшим сопротивлением. В это время, если внешняя нагрузка небольшая, то напряжение, распределяемое на этом небольшом резисторе, невелико. Если внешняя нагрузка очень велика, то напряжение, распределяемое на этом небольшом резисторе, относительно велико, и на него потребляется некоторая мощность. Внутреннее сопротивление (может быть преобразовано в тепло или в какую-то сложную обратную электрохимическую реакцию). Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи на заводе относительно невелико, но после длительного использования из-за истощения внутреннего электролита батареи и снижения химической активности внутри батареи внутреннее сопротивление будет постепенно увеличиваться до тех пор, пока внутреннее сопротивление равно батарее. Внутреннее питание не может быть высвобождено нормально, и батарея будет "спать до конца". Большинство стареющих батарей бесполезны, так как внутреннее сопротивление слишком велико, поэтому их нужно утилизировать. Следовательно, мы должны уделять больше внимания способности аккумулятора к разряду, а не емкости.

Во-первых, внутреннее сопротивление не является фиксированным значением.

Проблема в том, что когда аккумулятор находится в разном состоянии заряда, значение его внутреннего сопротивления разное; когда аккумулятор находится в разном сроке службы, значение его внутреннего сопротивления также отличается. С технической точки зрения мы обычно разделяем сопротивление батареи на два состояния: внутреннее сопротивление в состоянии заряда и внутреннее сопротивление в состоянии разряда.

1. Внутреннее сопротивление в состоянии зарядки относится к измеренному внутреннему сопротивлению батареи, когда она полностью заряжена.

2. Внутреннее сопротивление в состоянии разряда относится к внутреннему сопротивлению батареи, измеренному после полной разрядки батареи (при разряде до стандартного напряжения отключения).

При нормальных обстоятельствах внутреннее сопротивление в состоянии разряда нестабильно, и результат измерения также намного выше, чем нормальное значение, в то время как внутреннее сопротивление в состоянии заряда относительно стабильно, и измерение этого значения имеет практическое сравнительное значение. Поэтому в процессе измерения батареи мы все используем внутреннее сопротивление заряда в качестве эталона измерения.

Во-вторых, внутреннее сопротивление нельзя точно измерить общим методом.

Возможно, каждый скажет, что в классе физики в средней школе есть метод обучения внутреннему сопротивлению батареи с помощью простой формулы + поле сопротивления ... Но алгоритм, используемый в книге по физике для расчета ячейки сопротивления, слишком низок и может использоваться только для теоретического обучения. Его нельзя использовать на практике. Внутреннее сопротивление аккумулятора очень маленькое. Обычно мы определяем его в единицах микроом или миллиом. В общем случае измерения мы требуем, чтобы погрешность измерения внутреннего сопротивления батареи контролировалась в пределах плюс-минус 5%. Такое маленькое сопротивление и такие точные требования должны измеряться специальными приборами.

В-третьих, текущий метод измерения внутреннего сопротивления, используемый в промышленности

В промышленных приложениях точное измерение внутреннего сопротивления батареи выполняется специальным оборудованием. Позвольте мне рассказать о методе измерения внутреннего сопротивления батареи, используемой в промышленности. В настоящее время в промышленности используются два основных метода измерения внутреннего сопротивления батарей:

1. Метод измерения внутреннего сопротивления разряда постоянного тока.

Согласно физической формуле R = U / I, испытательное оборудование заставляет батарею пропускать большой постоянный ток за короткое время (обычно от 2 до 3 секунд) (в настоящее время используется большой ток от 40 до 80 А), и батарея измеряется в это время. Напряжение на обоих концах и текущее внутреннее сопротивление аккумулятора рассчитываем по формуле.

Точность этого метода измерения высока, и при правильном контроле погрешность измерения можно контролировать в пределах 0,1%.

Но у этого метода есть очевидные недостатки:

(1) Могут быть измерены только аккумуляторы или аккумуляторы большой емкости, а аккумуляторы малой емкости не могут выдерживать большие токи от 40 до 80 А за 2–3 секунды;

(2) Когда батарея пропускает большой ток, электрод внутри батареи будет поляризован, что приведет к внутреннему сопротивлению поляризации. Следовательно, время измерения должно быть очень коротким. В противном случае измеренное значение внутреннего сопротивления будет очень большим;

(3) Большой ток может повредить электроды внутри батареи через батарею.

2. Метод измерения внутреннего сопротивления падения давления переменного тока.

Поскольку батарея фактически эквивалентна активному резистору, мы прикладываем к батарее фиксированную частоту и фиксированный ток (в настоящее время используется частота 1 кГц, низкий ток 50 мА), затем измеряем его напряжение и выполняем серию операций, таких как выпрямление и фильтрация. Внутреннее сопротивление батареи рассчитывается схемой операционного усилителя. Время измерения батареи методом измерения внутреннего сопротивления падения напряжения переменного тока чрезвычайно короткое, обычно около 100 миллисекунд.

Точность этого метода измерения также хорошая, и погрешность измерения обычно составляет от 1% до 2%.

Преимущества и недостатки этого метода:

(1) Практически все батареи, включая батареи малой емкости, можно измерить с помощью измерения внутреннего сопротивления падения напряжения переменного тока. Этот метод обычно используется для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторных элементов портативных компьютеров.

(2) Точность измерения методом измерения падения напряжения переменного тока, вероятно, будет зависеть от пульсаций тока, а также существует возможность помех от гармонических токов. Это проверка помехоустойчивости цепи измерительного прибора.

(3) Измерение этим методом не вызовет серьезных повреждений самой батареи.

(4) Точность измерения методом измерения падения напряжения переменного тока хуже, чем у метода измерения внутреннего сопротивления разряда постоянного тока.

3. Ошибка тестового компонента и проблема подключения батареи для тестирования.

Независимо от вышеупомянутого метода, есть некоторые проблемы, которые мы легко упускаем из виду, а именно: ошибка компонентов самого тестового прибора и проблема тестового кабеля для подключения батареи. Поскольку внутреннее сопротивление измеряемой батареи невелико, следует учитывать сопротивление линии. Короткое соединение прибора с самой батареей также имеет сопротивление (примерно на микро-европейском уровне), а также существует контактное сопротивление между контактной поверхностью батареи и линией подключения. Эти факторы должны быть заранее скорректированы в инструменте. .

Поэтому обычные тестеры внутреннего сопротивления аккумуляторов обычно оснащены специальным кабелем и держателем аккумулятора.

В-четвертых, резюме

Многие стареющие батареи на самом деле имеют много внутренней энергии, но жаль, что внутреннее сопротивление слишком велико, чтобы тушить электричество. Однако, как только внутреннее сопротивление батареи увеличивается, становится труднее искусственно уменьшить внутреннее сопротивление. Поэтому мы даже придумываем множество способов «активировать» стареющую батарею, например, сильноточный удар, слабый плавающий заряд, поставить холодильник и т. Д., Но большинство из них ничего не делают, чтобы помочь. Поняв вышеупомянутые знания, мы можем в основном знать, что батарею следует выбирать как можно больше, чтобы выбрать батарею с меньшим внутренним сопротивлением. Кроме того, очень важно, чтобы аккумулятор использовался долгое время и его внутреннее сопротивление увеличивалось. Рекомендуется всегда использовать батареи, чтобы сохранить химическую активность внутри батареи.

Страница содержит содержимое машинного перевода.