การเปิดเผยความลับของความต้านทานภายในแบตเตอรี่ลิเธียม ปัจจัยสําคัญที่มีอิทธิพลและวิธีแก้ไขการปรับปรุง

ความต้านทานภายในคือความต้านทานที่พบกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแบตเตอรี่ลิธีียมระหว่างการทํางานมันสามารถแบ่งออกเป็นความต้านทานภายใน AC และความต้านทานภายใน DCความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นปารามิเตอร์สําคัญในการประเมินคุณภาพของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออน ความต้านทานภายในสูงสร้างความร้อนจํานวนมากของ Jouleทําให้อุณหภูมิแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น, ส่งผลให้ความกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับความต้านทานภายในยังเป็นปารามิเตอร์ที่สําคัญที่จะพิจารณาในการทดสอบผลประกอบการทางไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ลิธีียมบทความนี้จะแบ่งปันปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานภายในแบตเตอรี่ลิธีียม โดยพิจารณาวัสดุและกระบวนการผลิตของแบตเตอรี่ลิธีียม

โดยทั่วไป ความต้านทานภายในแบตเตอรี่แบ่งออกเป็น ความต้านทานโอห์มิก และความต้านทานการขั้วโลกและความต้านทานต่อการสัมผัสขององค์ประกอบต่างๆความต้านทานการขั้วโลกความต้านทานเกิดจากการขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วความต้านทานของออมมิกของแบตเตอรี่ถูกกําหนดโดยการนําของแบตเตอรี่ทั้งหมด, ขณะที่ความต้านทานการขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้ว

I. ความต้านทานโอฮมิก

ความต้านทานของออมมิก แบ่งออกเป็นสามส่วนหลักๆ คือ อิโมเดนซ์ไอออน อิโมเดนซ์อิเล็กทรอนิก และอิโมเดนซ์สัมผัส เพื่อลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิธีียมให้น้อยที่สุดต้องมีมาตรการเฉพาะเจาะจง เพื่อลดส่วนประกอบสามส่วนของความต้านทานโอห์ม.

1. อุปทานไอออน

อุปทานไอออนแบตเตอรี่ลิทธิียมหมายถึงความต้านทานที่ไอออนลิทธิียมพบระหว่างการถ่ายทอดภายในแบตเตอรี่ความเร็วการย้ายของไอออนลิเดียม และความเร็วการนําอิเล็กตรอนมีบทบาทสําคัญเท่ากัน. อุปสรรคไอออนมีผลกระทบโดยหลักจากวัสดุไฟฟ้าบวกและลบ, แยกแยก, และอิเล็กทรอลิท.เพื่อลดอุปสรรคไอออน ควรแก้ไขจุดต่อไปนี้:

1 ให้แน่ใจว่าความชื้นได้ดีระหว่างวัสดุไฟฟ้าบวกและลบและเอเลคโทรลิต

เมื่อออกแบบแผ่นอิเล็กทรอนด์ ควรเลือกความหนาแน่นที่เหมาะสม หากความหนาแน่นที่หนาแน่นสูงเกินไปเพิ่มอัตราต่อต้านไอออนสําหรับแผ่นอิเล็กตรอดลบ หากหนัง SEI ที่เกิดขึ้นบนผิวของวัสดุที่ใช้งานระหว่างการชาร์จและการปล่อยครั้งแรกหนาเกินไป มันจะเพิ่มอิณหักซึ่งต้องปรับกระบวนการสร้างแบตเตอรี่ เพื่อแก้ปัญหา.

 2 อิเล็กทรอลิต

อิเล็กทรอลิทควรมีปริมาณความเข้มข้น, ความแน่น และความสามารถในการนําไฟที่เหมาะสม ความแน่นของอิเล็กทรอลิทที่เกินจะขัดขวางการชื้นของวัสดุที่ใช้ในอิเล็กทรอัดบวกและลบในขณะเดียวกันธ อร์ประกอบด้วยธ อร์ประกอบด้วยธ อร์ประกอบด้วยธ อร์ความสามารถในการนําไฟฟ้าเป็นปัจจัยที่สําคัญที่สุดที่ส่งผลต่ออิโอน, เพราะมันกําหนดการย้ายยอน

3 อิทธิพลของตัวแยกต่ออิณหัก

ปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบต่ออุปสรรคไอออนในตัวแยกประกอบด้วย: การกระจายอิเล็กทรอลิตภายในตัวแยก, พื้นที่ของตัวแยก, ความหนา, ขนาดของรู, ความขัดขวาง, และความบิด.สําหรับเครื่องแยกเซรามิก, มันจําเป็นเช่นกันที่จะป้องกันอนุภาคเซรามิกจากการบล็อกรูปร่างแยก, ซึ่งจะขัดขวางการผ่านไอออน.ไม่ควรมีสารไฟฟ้าที่เหลือในตัวมันซึ่งจะลดประสิทธิภาพการใช้งานเอเลคโทรลิต

2อิเมเดนซ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปทานอิเล็กทรอนิกส์ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่าง และสามารถปรับปรุงได้จากด้านต่างๆ เช่น วัสดุและกระบวนการผลิต

1 แผ่นไฟฟ้าบวกและลบ

ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่ออิเล็กทรอนิกส์ของแผ่นอิเล็กทรอนิกส์บวกและลบประกอบด้วยหลัก ๆ ได้แก่: การสัมผัสระหว่างวัสดุที่ใช้งานและการเก็บกระแสไฟฟ้าคุณสมบัติของสารประกอบตัวเอง, และปริมาตรของแผ่นอิเล็กทรอนด์ วัสดุที่ใช้งานต้องสัมผัสเต็มที่กับพื้นผิวการเก็บปริมาณซึ่งสามารถพิจารณาจากพื้นฐานทองแดงและแผ่นอลูมิเนียมของตัวเก็บกระแสไฟฟ้า และการติดตามของสารสับของอิเล็กทรอัดบวกและลบความขัดขวางของวัสดุที่ใช้งานเอง ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงบนพื้นผิวของอนุภาค และการผสมผสานที่ไม่เท่าเทียมกันกับสารนําทั้งหมดสามารถทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กทรอนิกส์ impedanceปริมาตรของแผ่นอิเล็กทรอนด์, เช่นความหนาแน่นของวัสดุที่ทํางานต่ํา ส่งผลให้มีช่องว่างระหว่างอนุภาคใหญ่ ซึ่งไม่ดีต่อการนําอิเล็กตรอน

2 เครื่องแยก

ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่ออิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องแยกส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ความหนาของเครื่องแยก, ความขัดขวาง, และผลิตภัณฑ์ข้างเคียงระหว่างการชาร์จและการชาร์จ. สองอันแรกง่ายที่จะเข้าใจหลังจากแยกเซลล์แบตเตอรี่หนาชั้นของสารสีน้ําตาลบ่อยพบบนตัวแยก ซึ่งรวมถึงกราฟิตไฟฟ้าลบและผลิตภัณฑ์ข้างเคียงปฏิกิริยาของมันนี่อาจทําให้หลุมแยกหุ้มและลดอายุของแบตเตอรี่.

3 สับสราทของตัวเก็บปัจจุบัน

วัสดุ ความหนา ความกว้างของตัวเก็บกระแสไฟฟ้า และการสัมผัสกับแท็บอิเล็กทรอนด์ ทั้งหมดนั้นมีผลต่ออิทธิพลของอิเล็กทรอนิกส์คอลเลคเตอร์ปัจจุบันจําเป็นต้องทําจาก substrate unoxidized และ unpassivated; ไม่อย่างนั้นมันจะส่งผลกระทบต่ออุปสรรค การปั่นที่ไม่ดีระหว่างแผ่นทองแดง / อลูมิเนียมและแท็บอิเล็กทรอนด์จะส่งผลกระทบต่ออุปสรรคอิเล็กทรอนิกส์เช่นกัน

3. การต่อต้านการติดต่อ

ความต้านทานต่อการสัมผัสจะเกิดขึ้นที่จุดสัมผัสระหว่างฟอยล์ทองแดง / อลูมิเนียมและวัสดุที่มีผลและการติดตามของสลัดอิเล็กตรอดบวกและลบต้องได้รับความสนใจพิเศษ.

II การขั้วขั้วความต้านทานภายใน

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กทรอัด ปรากฏการณ์ของอิเล็กทรอัด พลังงานที่หันห่างจากอิเล็กทรอัด พลังงานสมดุลเรียกว่า อิเล็กทรอัด polarisationการขั้วขั้วรวมถึงการขั้วขั้วขั้ว ohmic, การขั้วขั้วไฟฟ้าเคมี, และการขั้วขั้วความถี่, ดังที่แสดงในรูปด้านล่างความต้านทานการขั้วขั้วหมายถึงความต้านทานภายในที่เกิดจากการขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้มันสามารถสะท้อนความสม่ําเสมอของโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ แต่เนื่องจากอิทธิพลของการทํางานและวิธีการ, มันไม่เหมาะสําหรับการใช้ในการผลิต.การขั้วขั้วความต้านทานภายในไม่คงที่; มันเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาระหว่างการชาร์จและการปล่อย เพราะองค์ประกอบของวัสดุที่ใช้งาน, ความเข้มข้นของสารประกอบไฟฟ้า, และอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องความต้านทานภายในของโอห์มปฏิบัติตามกฎของโอห์ม, และความต้านทานภายในขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วข

โดยทั่วไป ความต้านทานภายใน DC ของแบตเตอรี่เท่ากับยอดของความต้านทานภายในขั้วโลก และความต้านทานภายในอโฮมการวัดความต้านทานภายใน DC มีความสําคัญมากปัจจัยหลายอย่างมีผลต่อความต้านทานภายในการขั้วขั้ว เช่น อัตราการชาร์จและการปล่อยไฟ อุณหภูมิแวดล้อม สถานะ SOC และปริมาณสารไฟฟ้า

III. วิธีการวัดความต้านทานภายในแบตเตอรี่ที่ใช้ในปัจจุบันในอุตสาหกรรม

ในอุตสาหกรรม การวัดความต้านทานภายในแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยํา โดยใช้อุปกรณ์พิเศษวิธีการวัดความต้านทานภายในแบตเตอรี่หลัก ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมคือดังต่อไปนี้:

1วิธีการวัดความต้านทานภายในการปล่อย DC

ตามสูตรทางฟิสิกส์ R = U/I เครื่องทดสอบผลักดันกระแสไฟฟ้า DC ที่คงที่ขนาดใหญ่ (กระแสปัจจุบันโดยทั่วไป 40A ถึง 80A) ผ่านแบตเตอรี่ในระยะเวลาสั้น (โดยทั่วไป 2-3 วินาที)วัดความกระชับในแบตเตอรี่ในเวลานี้, และคํานวณความต้านทานภายในแบตเตอรี่ปัจจุบัน โดยใช้สูตร

วิธีการวัดนี้มีความแม่นยําสูง หากควบคุมอย่างถูกต้อง ความผิดพลาดในการวัดสามารถควบคุมได้ภายใน 0.1%

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อเสียที่ชัดเจน:

(1)มันสามารถวัดแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เท่านั้น แบตเตอรี่ขนาดเล็กไม่สามารถทนกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ 40A ถึง 80A ภายใน 2-3 วินาที

(2)เมื่อกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ผ่านแบตเตอรี่ อิเล็กทรอัดภายในแบตเตอรี่จะผ่านการขั้วขั้วเวลาในการวัดต้องสั้นมาก; ไม่เช่นนั้นค่าความต้านทานภายในที่วัดจะมีความผิดพลาดมาก

(3)กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ผ่านแบตเตอรี่สามารถทําให้เกิดความเสียหายต่อไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่ได้

2. วิธีการวัดความต้านทานภายในความดัน AC

เนื่องจากแบตเตอรี่เป็นสิ่งที่เทียบเท่ากับตัวต่อต้านที่ทํางาน เราใช้ความถี่คงที่และกระแสไฟฟ้าคงที่กับแบตเตอรี่ (ปัจจุบันความถี่ 1 kHz และกระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก 50 mA โดยทั่วไปใช้), และจากนั้นตัวอย่างความดันของมัน หลังจากที่ชุดของขั้นตอนการประมวลผล เช่นการแก้ไขและกรองค่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ถูกคํานวณผ่านวงจรกระตุ้นการทํางานเวลาในการวัดแบตเตอรี่โดยใช้วิธีการวัดความต้านทานภายในความดัน AC ต่ําต่ํา

วิธีการวัดนี้ยังมีความแม่นยําที่ดี ด้วยความผิดพลาดในการวัดโดยทั่วไประหว่าง 1% และ 2%

ข้อดีและข้อเสียของวิธีนี้

(1) วิธีการวัดความต้านทานภายในของความแรงดันตก AC สามารถวัดแบตเตอรี่เกือบทั้งหมด รวมถึงแบตเตอรี่ขนาดเล็กวิธีนี้มักจะใช้ในการวัดความต้านทานภายในของเซลล์แบตเตอรี่คอมพิวเตอร์.

(2) ความแม่นยําของการวัดวิธีการวัดความดันตก AC อาจได้รับผลกระทบจากกระแสคลื่น และยังมีโอกาสของการแทรกแซงกระแสกระแสฮาร์มอนิกนี่คือการทดสอบความสามารถต่อต้านการแทรกแซงของวงจรเครื่องวัด.

(3) วิธีนี้ไม่ทําให้เกิดความเสียหายที่สําคัญต่อแบตเตอรี่เอง

(4) ความแม่นยําในการวัดวิธีการวัดความดันตก AC ไม่ดีเท่าวิธีการวัดความต้านทานภายใน DC