リチウムイオン電池の内部抵抗の紹介

リチウムイオン電池の内部抵抗、静的内部抵抗、動作内部抵抗は異なる傾向があります。さまざまな環境で、内部抵抗は温度によって異なります。リチウムイオン電池の内部抵抗に影響を与える要因は何ですか？

1リチウム電池の動作プロセス

現在、主流のリチウムイオン電池は、一般に、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウムなどと呼ばれる正極材料の種類に応じて、正極材料の種類である。負極グラファイト材料;正のコレクター液アルミホイル、銅ホイルの負のコレクター液。

たとえば、次の放電は、リチウム電池が放電している物理的なプロセスを表しています。

外部負荷をオンにすると、バッテリー本体の外側に電流経路が形成されます。正極と負極の電位差があるため、負極付近の電子はまず流体と外部ワイヤを集めて正極に移動します。負極周辺のリチウムイオン濃度が上昇します。外部回路を介して負極から正極に向かう電子は、正極の近くでリチウムイオンと結合します。リチウムイオン濃度のアノード近くのアノード材料の埋め込みが減少した。正極と負極のリチウムイオン濃度の差が生じます。これで、バッテリー放電プロセスの最初のプッシュが完了します。

リチウムイオンがイオン濃度の違いによって駆動される負極を離れると、負極の近くに空孔が現れます。カソード材料中のリチウムイオンは、カソードから分離して電解質に入ります。電解質からダイヤフラム、自我極から正極への多数のリチウムイオン。同時に、もともとリチウムイオンに結合していた電子は、外部回路を介して正極に送られます。バッテリーは、負荷の必要に応じて放電を開始します。

充電は放電の逆のプロセスです。脱リンク、移動、埋め込みの同じ段階で、プロセスの開発を促進する力は充電器からのみ発生し、イオンの移動方向は正極から負極になります。ここでは詳しく説明しません。

2リチウム電池の内部抵抗

リチウム電池の動作過程を理解し、障害物の過程で、リチウム電池の内部抵抗を形成しました。

バッテリーの内部抵抗には、OHMIC抵抗と分極抵抗が含まれます。一定温度の条件下では、OHMIC抵抗は基本的に安定していますが、分極抵抗は分極レベルに影響を与える要因によって変化します。

OHMIC抵抗は、主に電極材料、電解質と膜の抵抗、および接触抵抗のさまざまな部分の耳の接続、バッテリーのサイズ、構造、接続方法などの流体の収集で構成されます。

分極抵抗は、電流が印加された瞬間に発生する抵抗であり、充電されたイオンが目的地に到達するのを妨げるバッテリーのすべての傾向の合計です。分極抵抗は、電気化学的分極と濃度差分極に分けることができます。電気化学的分極は、電解質の電気化学反応の速度が電子の移動速度に到達できないという事実によって引き起こされます。濃度分極は、リチウムイオンが電極に向かって集中する速度よりも遅い速度で、リチウムイオンがアノードおよびカソード材料に埋め込まれ、そこから移動するという事実によって引き起こされます。

3リチウム電池の内部抵抗係数

上記のプロセスから、バッテリーの内部抵抗の影響要因を推測できます。

3.1;プラスファクター

環境温度は、さまざまな要因、特にリチウム電池の抵抗に影響を与える重要な要因です。これは、温度が電気化学材料の活性に影響を与え、電気化学反応の速度とイオン移動の速度を直接決定するためです。

電流または負荷の需要は、一方で、電流のサイズが分極抵抗に直接関連しています。この傾向は、電流が大きいほど、分極抵抗が大きくなります。一方、電流の加熱効果は、材料の電気化学的活性に影響を与えます。

3.2;バッテリー自体

カソード材料、アノード材料、リチウムイオンの埋め込み、および埋め込みの容易さは、材料の内部抵抗のサイズによって決定され、濃度分極抵抗の一部です。

電解質、移動速度のリチウムイオン電解質、電解質の導電率の影響は、電気化学的分極抵抗の主要部分です。

ダイヤフラム、ダイアフラム自体の抵抗は、直接オーム内部抵抗の一部を構成し、同時にリチウムイオン移動度バリアを構成し、電気化学的分極抵抗の一部を形成しました。

流体抵抗の収集、部品接続抵抗は、バッテリーオームの内部抵抗の主成分です。

技術レベル、ポールピース製造技術、コーティングが均一であるかどうか、圧縮密度、これらの電池の製造プロセスにおける技術レベルも、分極抵抗に直接影響します。

4リチウム電池の内部抵抗の測定

リチウム電池の内部抵抗の測定は、一般的に直流測定法と交流測定法に分けられます。

4.1; DC抵抗測定

電流源を使用して、短いパルスがバッテリーに印加され、端子電圧と開回路電圧の差を測定します。この差をテスト電流で割ったものが、バッテリーの内部DC抵抗と見なされます。

リチウム電池の分極抵抗は負荷電流の大きさの影響を受けますが、この要因を避けようとすると、分極時間の直流抵抗測定法が短くなり、負荷電流が大きくなります。

理論的には、測定電流が小さいほど、分極反応を引き起こし、分極抵抗の干渉を減らす可能性が低くなります。ただし、バッテリー自体の内部抵抗はミリオームの大きさで非常に小さく、電流は小さすぎ、電圧検出器は測定精度によって制限されるため、測定誤差を結果の干渉から除外することはできません。 。したがって、人々は機器の精度と分極抵抗の影響を比較検討して、2つの測定電流値のバランスを見つけます。

通常のバッテリーモノマーの場合、電流を5cで測定します-約10c、非常に大きいです。電池の容量を増やす、または複数の電池を並列に接続すると、内部抵抗が減少するため、計測器の精度が向上しないと、測定電流が低下しにくくなります。

4.2; AC内部抵抗測定方法

インセンティブとして画像AC入力をロードするためのバッテリーの値が小さい場合は、端子電圧の応答を監視します。特定のプログラムを使用してデータを分析し、バッテリーのAC内部抵抗を引き出します。抵抗の分析は、バッテリー自体の特性にのみ関連しており、励起信号のサイズとは関係ありません。

バッテリーの静電容量特性により、励起信号によって測定される抵抗はその周波数によって変化します。ソフトウェア分析の結果は、横軸を実数部、縦軸を虚数部とする複素数のセットで表すことができます。これにより、ACインピーダンススペクトルと呼ばれるパターンが作成されます。

データをさらに分析すると、ACインピーダンス分光法のバッテリーオーム抵抗、SEIフィルムの拡散抵抗、SEIフィルムの静電容量値、電解液中の電荷移動の等価静電容量、および電解質拡散抵抗の電荷からのみ取得できます。モデルを作成し、バッテリーの性能をさらに調査するためにバッテリーをマッピングします。

エンジニアリング実践における5抵抗アプリケーション

リチウム電池の大きな特徴のひとつである内部抵抗は、その研究成果として、工学などの分野で応用できます。

抵抗はバッテリーの充電容量と密接な関係があるため、管理システムのバッテリーSOC推定に適用されます。

抵抗はバッテリーの経年劣化の程度を直接反映し、誰かがバッテリーの抵抗を評価基準のSOHバッテリーの状態として置きます。

モノマーの内部抵抗の均一性は、グループ化後のモジュールの容量と寿命に直接影響します。

内部抵抗は、バッテリー障害の重要な指標です。パワーバッテリーパックの故障診断システムで研究され、使用されています。

内部抵抗と容量損失は、リチウム分析がバッテリーに存在するかどうかを判断するためにも使用できます。これは、使用済みバッテリーのカスケード利用の分野で適用されています。

参照：

1Chi-Jian ZHANG、リチウム電池のSOC予測方法をレビューしました

2バッテリーのオンライン検出方法研究の残存容量

ACインピーダンス法に基づく3バッテリー内部抵抗測定

4リン酸鉄リチウム電池のDC内部抵抗の決定

5 Weizhao Huang、リチウムイオン電池SOHアルゴリズムの組み合わせによる開回路電圧回復率とACインピーダンスに基づく

6 Xuguo Fan、リチウムイオン電池パックの等価回路モデリングとSOC推定に関する研究

7 Ran Li、リチウム電池の健康評価と推定方法に関する研究

8 Zhilong Yu、自己放電技術に基づく電気自動車用リチウム電池のSOC予測アルゴリズムに関する研究

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