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談?wù)勪囯x子電池內(nèi)阻的組成

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2020年12月21日  

鋰離子電池內(nèi)阻的組成


廣義地說(shuō),同歐姆電阻(IR)相同,有源極化和濃差極化都可以理解為電池內(nèi)阻的組成部分,也可以理解為激活阻抗和濃差阻抗。激活極化和濃度極化的大小要建立一個(gè)雜亂的數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算。


內(nèi)部阻抗由以下部分組成:


☆離子阻力


(1)阻擋內(nèi)部電解質(zhì)


的影響因素


電解液電導(dǎo)率、間隙面積、厚度、孔隙率、彎曲系數(shù)(Gurley)


正極內(nèi)的電解質(zhì)


的影響因素


電解液電導(dǎo)率,正厚度,厚度,孔隙率,彎曲系數(shù)


電極內(nèi)部的電解質(zhì)


的影響因素


電解液電導(dǎo)率,正厚度,厚度,孔隙率,彎曲系數(shù)


☆電子電阻


兩個(gè)電極的活性物質(zhì)


的影響因素


電極電導(dǎo)率、厚度和面積


(2)收集液(銅箔、鋁箔)


的影響因素


采集流體厚度、寬度、長(zhǎng)度、極耳數(shù)、軸承


(3)引線(極耳、極柱、內(nèi)部導(dǎo)電連接元件)


的影響因素


外形尺寸,導(dǎo)


☆活性物質(zhì)和收集液的接觸電阻


正面材料用鋁箔


負(fù)極材料和銅箔


電池的電化學(xué)阻抗


該電極重要由歐姆阻抗Rb、雙層電容Cd、電化學(xué)反應(yīng)阻抗Rct和分散電阻Rw組成。一般來(lái)說(shuō),在鋰離子包埋和擠壓循環(huán)過(guò)程中,Rb值變化不大,Cd和Rct值變化較大。


電池阻抗重要體現(xiàn)在電化學(xué)阻抗上,而歐姆阻抗相對(duì)較小。從下圖中。隨著溫度的降低,電池阻抗逐漸增大,當(dāng)溫度降至0℃后,阻抗速度增大,陰極阻抗呈現(xiàn)類似的趨勢(shì)。從數(shù)值上看,電池阻抗重要是由陰極阻抗貢獻(xiàn)的。


事實(shí)上,在電池的整個(gè)循環(huán)過(guò)程中,陰極的阻抗占據(jù)了電池阻抗的重要部分,僅略小于整個(gè)電池的阻抗。隨著充放電循環(huán)的進(jìn)行,陰極的阻抗增大,電池的阻抗也增大。因此,在電極制造過(guò)程中,應(yīng)特別注意陰極電阻的測(cè)試。


與直流內(nèi)阻溝通內(nèi)阻


通信方法用于測(cè)量電池的電阻。事實(shí)上,公司經(jīng)常要對(duì)電池的DCR進(jìn)行測(cè)試。


IEC測(cè)試方法


電池充滿電后,以0.2℃放電10s。測(cè)試電壓為U1,電流為I1。然后在1C處放電1秒。


那么直流電阻和通信之間的差別是什么呢?


試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。從數(shù)據(jù)上看,電池的內(nèi)阻與直流的內(nèi)阻有關(guān),基本符合線性關(guān)系。


根據(jù)電池的EIS測(cè)試結(jié)果,電池的通信電阻與歐姆電阻相似,但是直流電阻包含歐姆電阻和激活阻抗,所以一般來(lái)說(shuō),直流電阻的測(cè)量具有非常重要的意義。


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