磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻構(gòu)成,鋰電池內(nèi)阻測(cè)量方法

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-07-02 10:34  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻構(gòu)成，鋰電池內(nèi)阻測(cè)量方法。電池內(nèi)阻作為磷酸鐵鋰電池最重要的內(nèi)部參數(shù)之一，與電池的性能檢測(cè)、壽命評(píng)估和能量管理都有著非常緊密的聯(lián)系，是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。

　　磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻構(gòu)成

　　電阻是磷酸鐵鋰電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部受到的阻力。通常，磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻分為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成。極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)時(shí)由極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。

　　歐姆電阻主要由電極材料、電解液、隔膜電阻及集流體、極耳的連接等各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、連接方式等有關(guān)。

　　極化電阻，加載電流的瞬間才產(chǎn)生的電阻，是電池內(nèi)部各種阻礙帶電離子抵達(dá)目的地的趨勢(shì)總和。極化電阻可以分為電化學(xué)極化和濃差極化兩部分。

　　電化學(xué)極化是電解液中電化學(xué)反應(yīng)的速度無(wú)法達(dá)到電子的移動(dòng)速度造成的；濃差極化，是鋰離子嵌入脫出正負(fù)極材料并在材料中移動(dòng)的速度小于鋰離子向電極集結(jié)的速度造成的。

　　鋰電池內(nèi)阻測(cè)量方法

　　1.直流內(nèi)阻測(cè)量方法

　　使用電流源，給磷酸鐵鋰電池施加一個(gè)短時(shí)脈沖，測(cè)量其端電壓與開(kāi)路電壓的差。用這個(gè)差值除以測(cè)試電流即認(rèn)為是電池的直流內(nèi)阻。鋰電池極化內(nèi)阻會(huì)受到加載電流大小的影響，為了盡量避開(kāi)這個(gè)因素，直流測(cè)量?jī)?nèi)阻方法的通電時(shí)間比較短，并且加載電流比較大。

　　理論上，測(cè)量電流越小，越不會(huì)引起極化反應(yīng)，減少極化電阻的干擾。但由于磷酸鐵鋰電池內(nèi)阻本身很小，都是毫歐量級(jí)，電流過(guò)小，電壓檢測(cè)儀器受限于測(cè)量精度，無(wú)法排除測(cè)量誤差對(duì)結(jié)果的干擾。因此，人們權(quán)衡儀器精度和極化內(nèi)阻的影響，找到一個(gè)平衡二者關(guān)系的測(cè)量電流值。

　　對(duì)于普通電池單體來(lái)說(shuō)，測(cè)量電流一般在5C-10C左右，很大。隨著電芯容量的增大，或者多個(gè)電芯并聯(lián)，其內(nèi)阻是減小的，因此，如果沒(méi)有儀器精度的提高，測(cè)量電流是很難降下來(lái)的。

　　2.交流內(nèi)阻測(cè)量方法

　　給磷酸鐵鋰電池加載一個(gè)幅值較小的交流輸入作為激勵(lì)，監(jiān)測(cè)其端電壓的響應(yīng)情況。使用特定程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出電池的交流內(nèi)阻。分析得到的阻值，只與電池本身特性有關(guān)，與采用的激勵(lì)信號(hào)大小無(wú)關(guān)。

　　由于電池電容特性的存在，激勵(lì)信號(hào)的頻率不同，其測(cè)量得到的阻值也不同。

　　內(nèi)阻是影響鋰電池功率性能和放電效率的重要因素，它的初始大小主要由電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料性能和制程工藝決定。隨著鋰電池的使用，電池性能不斷衰減，主要表現(xiàn)為容量衰減、內(nèi)阻增加、功率下降等，鋰電池內(nèi)阻的變化受溫度、放電深度等多種使用條件的影響。