鋰電池回收內(nèi)阻的重要性

時間：2020-06-08

作者：江西聚鑫源廢舊物資回收有限公司

鋰電池回收內(nèi)阻的重要性

鋰電池的內(nèi)阻，靜態(tài)內(nèi)阻和工作內(nèi)阻常常不同，在不同環(huán)境下，溫度不同內(nèi)阻也有變化。而且鋰電池內(nèi)阻在工程實踐中的應用也較多，主要有以下幾個方面：

內(nèi)阻與電池荷電量有緊密關系，因此被應用于電池管理系統(tǒng)中的SOC估計；

鋰電池的容量Ah越大，內(nèi)阻就越小，可以根據(jù)內(nèi)阻大小粗略判斷電池容量

內(nèi)阻直接體現(xiàn)電池老化程度，有人把電芯內(nèi)阻作為電池健康狀態(tài)SOH的評估依據(jù)；

單體內(nèi)阻一致性直接影響成組后的模組容量和壽命，因而被作為電芯分選/配組的靜態(tài)指標普遍應用；

內(nèi)阻又是電池故障的重要指征，在動力電池包的故障診斷系統(tǒng)中，被研究使用；

內(nèi)阻配合容量損失等指標，還可以判斷電池是否存在析鋰現(xiàn)象，被應用在梯次利用退役電池領域。

廣義而言，和歐姆電阻（IR）一樣，活化較化和濃差較化都可以理解成電池內(nèi)阻的組成因素，或者說成是活化阻抗和濃差阻抗?；罨^化和濃差較化的大小需要建立復雜的數(shù)學模型加以計算。

內(nèi)部阻抗由以下幾部分組成

☆離子電阻

①隔膜內(nèi)部的電解液

影響因素

電解液電導率，隔膜面積、厚度、孔隙率、曲折系數(shù)（Gurley）

②正極內(nèi)部的電解液

影響因素

電解液電導率，正極厚度、厚度、孔隙率、曲折系數(shù)

③負極內(nèi)部的電解液

影響因素

電解液電導率，正極厚度、厚度、孔隙率、曲折系數(shù)

☆電子電阻

①兩個電極的活性物質

影響因素

電極電導率、厚度、面積

②集流體（銅箔和鋁箔）

影響因素

集流體厚度、寬度、長度，較耳數(shù)量、位置

③引線（較耳、較柱、內(nèi)部導電連接元件）

影響因素

外形尺寸、電導率

☆活性物質與集流體的接觸電阻

正極物質與鋁箔

負極物質與銅箔

電池的電化學阻抗

把電極做一個等效電路圖，主要有歐姆阻抗Rb，雙電層電容Cd、電化學反應阻抗Rct以及擴散電阻Rw組成。一般來講，在鋰離子的嵌入和脫出循環(huán)過程中，Rb值變化一般不大，而Cd和Rct的變化卻較為明顯。

交流內(nèi)阻與直流內(nèi)阻

用交流法測出的是電池的阻抗，其實在企業(yè)里都往往要求測試電池的直流內(nèi)阻（DCR），IEC標準也對電池直流阻抗的測試做出了規(guī)定。

IEC測試方法

電池滿充電后，以0.2C放電10s，測試電壓為U1，電流I1.然后以1C放電1s，此時電壓為U2,電流I2.那么電流直流內(nèi)阻為：

那么直流內(nèi)阻和交流到底有多少差別呢？

直流放電內(nèi)阻測試方法：

根據(jù)物理公式R=U/I，測試設備讓鋰電池在短時間內(nèi)(一般為2～3秒)強制通過一個很大的恒定直流電流(目**般使用40A～80A的大電流)，測量此時鋰電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的鋰電池內(nèi)阻。

1、測量電池的開路電壓：U1

2、電池兩端并聯(lián)一固定阻值電阻：R，進行放電;

3、測量鋰電池放電期間電池的兩端電壓：U2;

4、計算電池內(nèi)阻：r=(U1-U2)/(U2/R)

例如，某電池開路電壓為12V，并聯(lián)一個10歐姆電阻后電壓降為10V，則該電池的內(nèi)阻為：r=(U1-U2)/(U2/R)=(12-10)/(10/10)=2歐姆。

通常情況下，鋰電池的內(nèi)阻r越大，表明電池帶負載越差，大功率電池(如蓄電池)的內(nèi)阻r通常都非常小。小功率電池(如9V疊層電池)的內(nèi)阻通常都比較大。

交流壓降內(nèi)阻測量法：

因為鋰電池實際上等效于一個有源電阻，因此我們給鋰電池施加一個固定頻率和固定電流(目**般使用1kHz頻率、50mA小電流)，然后對其電壓進行采樣，經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該鋰電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的鋰電池測量時間較短，一般在100毫秒左右。這種測量方法的精確度也不錯，測量精度誤差一般在1%～2%之間。

此外，鋰電池在充電態(tài)和放電態(tài)時的內(nèi)阻是一致的，但是鋰電池內(nèi)阻和電池的電壓和溫度有關系，電壓越高內(nèi)阻越低（在可使用狀態(tài)），溫度越高內(nèi)阻越低（在可使用狀態(tài)），但是這種差別不會**過5%。

詞條
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