Введение внутреннего сопротивления литий-ионного аккумулятора

Внутреннее сопротивление, статическое внутреннее сопротивление и рабочее внутреннее сопротивление литий-ионного аккумулятора обычно различаются. В разных средах внутреннее сопротивление зависит от температуры. Какие факторы влияют на внутреннее сопротивление литий-ионного аккумулятора?

1 рабочий процесс литиевой батареи

В настоящее время основная литий-ионная батарея, как правило, в соответствии с типом названного материала положительного электрода, фосфат лития-железа, литий-марганцевая кислота и т. Д., Является типом материала положительного электрода; Графитовый материал отрицательного электрода; Положительный коллектор из алюминиевой фольги, отрицательный коллектор для медной фольги.

Следующий разряд, например, описывает физический процесс разрядки литиевой батареи.

После включения внешней нагрузки путь тока формируется вне корпуса батареи. Из-за разности потенциалов между положительным и отрицательным электродами электроны около отрицательного электрода сначала перемещаются к положительному электроду, собирая жидкость и внешний провод. Концентрация ионов лития вокруг отрицательного полюса возрастает. Электроны, которые переходят от отрицательного электрода к положительному электроду через внешнюю цепь, соединяются с ионами лития около положительного электрода. Встраивая материал анода, вблизи анода концентрация иона лития уменьшилась. Формируется разница в концентрации ионов лития между положительным и отрицательным полюсами. На этом завершается первый запуск процесса разрядки аккумулятора.

Когда ионы лития покидают отрицательный электрод из-за разницы в концентрации ионов, рядом с отрицательным электродом появляются вакансии. Ионы лития в материале катода, отделяясь от катода, попадают в электролит; Большое количество ионов лития из электролита через диафрагму, эго-полюс к положительному полюсу. В то же время электроны, которые изначально были связаны с ионами лития, переходят к положительному электроду через внешнюю цепь. Аккумулятор начинает разряжаться в зависимости от нагрузки.

Зарядка - это процесс, обратный разрядке. На той же стадии отсоединения, перемещения и встраивания энергия, способствующая развитию процесса, исходит только от зарядного устройства, в то время как направление движения ионов - от положительного полюса к отрицательному. Я не буду здесь вдаваться в подробности.

2 литиевая батарея внутреннее сопротивление

Поймите рабочий процесс литиевой батареи, чтобы в процессе препятствий, затем сформировалось внутреннее сопротивление литиевой батареи.

Внутреннее сопротивление батареи включает сопротивление OHMIC и сопротивление поляризации. В условиях постоянной температуры сопротивление OHMIC в основном стабильно, в то время как сопротивление поляризации изменяется в зависимости от факторов, влияющих на уровень поляризации.

Сопротивление OHMIC в основном состоит из материала электрода, электролита и сопротивления мембраны и сбора жидкости, таких как ушное соединение различных частей контактного сопротивления, а также размер батареи, структура, способ подключения и так далее.

Сопротивление поляризации, сопротивление, создаваемое в момент подачи тока, представляет собой сумму всех тенденций в батарее, которые не позволяют заряженным ионам достигать места назначения. Сопротивление поляризации можно разделить на электрохимическую поляризацию и поляризацию разности концентраций. Электрохимическая поляризация вызвана тем, что скорость электрохимической реакции в электролите не может достигать скорости движения электронов. Концентрационная поляризация вызвана тем фактом, что ионы лития внедряются и выходят из материалов анода и катода со скоростью, меньшей, чем скорость, с которой ионы лития концентрируются по направлению к электроду.

3 фактора внутреннего сопротивления литиевой батареи

Из описанного выше процесса можно вывести факторы влияния внутреннего сопротивления батареи.

3.1; плюс фактор

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на сопротивление множества факторов, особенно литиевой батареи, потому что температура влияет на активность электрохимических материалов, напрямую определяет скорость электрохимической реакции и скорость движения ионов.

Потребность в токе или нагрузке, с одной стороны, величина тока напрямую связана с сопротивлением поляризации. Эта тенденция заключается в том, что чем больше ток, тем больше сопротивление поляризации. С другой стороны, нагревательное воздействие тока сказывается на электрохимической активности материала.

3.2; сам аккумулятор

Катодные материалы, анодные материалы, встраивание ионов лития и простота встраивания, в зависимости от размера внутреннего сопротивления материала, являются частью сопротивления поляризации концентрации.

Электролит, литий-ионный электролит в скорости движения, влияние проводимости электролита, является основной частью сопротивления электрохимической поляризации.

Диафрагма, сопротивление самой диафрагмы, непосредственно составляют часть внутреннего сопротивления Ом, в то же время для барьеров подвижности ионов лития, и формируют часть сопротивления электрохимической поляризации.

Сбор жидкости сопротивления, частей, соединенных сопротивлением, является основной составляющей внутреннего сопротивления батареи Ом.

Технологический уровень, технология изготовления полюсных наконечников, равномерность покрытия, плотность уплотнения, уровень технологии в процессе производства этих батарей также напрямую влияют на сопротивление поляризации.

4 Измерение внутреннего сопротивления литиевой батареи

Измерение внутреннего сопротивления литиевой батареи обычно можно разделить на метод измерения постоянного тока и метод измерения переменного тока.

4.1; измерение сопротивления постоянному току

Используя источник тока, на батарею подается короткий импульс для измерения разницы между напряжением на клеммах и напряжением холостого хода. Эта разница, деленная на испытательный ток, считается внутренним сопротивлением батареи постоянному току.

На сопротивление поляризации литиевой батареи будет влиять величина тока нагрузки, чтобы избежать этого фактора, метод измерения сопротивления постоянному току времени поляризации короче, а ток нагрузки больше.

Теоретически, чем меньше измерительный ток, тем меньше вероятность того, что он вызовет реакцию поляризации и уменьшит влияние поляризационного сопротивления. Однако, поскольку внутреннее сопротивление самой батареи очень мало, величина которого составляет миллиом, ток слишком мал, а прибор для определения напряжения ограничен точностью измерения, погрешность измерения не может быть исключена из-за влияния результатов. . Поэтому люди взвешивают влияние точности прибора и поляризационного сопротивления, чтобы найти баланс между двумя значениями измеряемого тока.

Для обычного мономера батареи измерьте ток в 5 c - около 10 c, очень большой. По мере увеличения емкости батарей или нескольких батарей, подключенных параллельно, его внутреннее сопротивление уменьшается, поэтому, если нет улучшения точности прибора, измерить ток трудно.

4.2; методы измерения внутреннего сопротивления переменному току

Для меньших значений батареи для загрузки изображения переменного тока в качестве стимула, отслеживая реакцию клеммного напряжения. Используя специальную программу для анализа данных, определите внутреннее сопротивление батареи переменного тока. Анализ сопротивления, связанный только с характеристикой самой батареи, не имеет ничего общего с величиной сигнала возбуждения.

Из-за емкостных характеристик батареи сопротивление, измеренное сигналом возбуждения, зависит от его частоты. Результаты программного анализа могут быть представлены набором комплексных чисел, где горизонтальная ось является действительной частью, а вертикальная ось - мнимой частью. Это создает картину, называемую спектром импеданса переменного тока.

Путем дальнейшего анализа данных можно получить их только по резистору батареи для спектроскопии импеданса переменного тока, сопротивлению диффузии пленки SEI, значению емкости пленки SEI, эквивалентной емкости переноса заряда в электролите и заряда в сопротивлении диффузии электролита, эквивалентном модель, затем отобразите аккумулятор для дальнейшего изучения характеристик аккумулятора.

5 применение сопротивления в инженерной практике

Внутреннее сопротивление, как одна из ключевых характеристик литиевой батареи, благодаря достижениям в ее исследованиях, может быть применено в технике и других областях.

Сопротивление имеет тесную взаимосвязь с емкостью заряда батареи, поэтому может применяться для оценки SOC батареи системой управления;

Сопротивление напрямую отражает степень старения батареи, кто-то поставил сопротивление батареи как состояние здоровья батареи SOH на основе оценки;

Равномерность внутреннего сопротивления мономера имеет прямое влияние на емкость и срок службы модулей после группировки;

Внутреннее сопротивление - важный индикатор выхода из строя батареи. Он изучается и используется в системе диагностики неисправностей аккумуляторных батарей;

Внутреннее сопротивление и потерю емкости также можно использовать для определения наличия литиевого анализа в батареях, который применялся в области каскадного использования списанных батарей.

Справка:

1Chi-Jian ZHANG, методы прогнозирования SOC литиевой батареи были рассмотрены

2 исследования остаточной емкости аккумулятора методом онлайн-обнаружения

3 измерение внутреннего сопротивления батареи на основе метода импеданса переменного тока

4 Определение внутреннего сопротивления литий-железо-фосфатной батареи постоянному току

5 Weizhao Huang, основанный на скорости восстановления напряжения холостого хода и импедансе переменного тока с комбинацией алгоритма SOH литиево-ионного аккумулятора

6 Xuguo Fan, Исследование моделирования эквивалентной схемы и оценка SOC литий-ионной аккумуляторной батареи

7 Ран Ли, Исследование оценки состояния здоровья и метода оценки литиевой батареи

8 Чжилонг Ю, Исследование алгоритма прогнозирования SOC литиевой батареи для электромобиля на основе технологии саморазряда

Страница содержит содержимое машинного перевода.