磷酸铁锂离子电池内阻构成以及测量方法介绍

磷酸铁锂离子电池内阻构成

电阻是磷酸铁锂离子电池在工作时，电流流过电池内部受到的阻力。通常，磷酸铁锂离子电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

欧姆电阻重要由电极材料、电解液、隔膜电阻及集流体、极耳的连接等各部分零件的接触电阻组成，与电池的尺寸、结构、连接方式等有关。

极化电阻，加载电流的瞬间才出现的电阻，是电池内部各种阻碍带电离子抵达目的地的趋势总和。极化电阻可以分为电化学极化和浓差极化两部分。

电化学极化是电解液中电化学反应的速度无法达到电子的移动速度造成的；浓差极化，是锂离子嵌入脱出正负极材料并在材料中移动的速度小于锂离子向电极集结的速度造成的。

锂离子电池内阻测量方法

1.直流内阻测量方法

使用电流源，给磷酸铁锂离子电池施加一个短时脉冲，测量其端电压与开路电压的差。用这个差值除以测试电流即认为是电池的直流内阻。锂离子电池极化内阻会受到加载电流大小的影响，为了尽量避开这个因素，直流测量内阻方法的通电时间比较短，并且加载电流比较大。

理论上，测量电流越小，越不会引起极化反应，减少极化电阻的干扰。但由于磷酸铁锂离子电池内阻本身很小，都是毫欧量级，电流过小，电压检测仪器受限于测量精度，无法排除测量误差对结果的干扰。因此，人们权衡仪器精度和极化内阻的影响，找到一个平衡二者关系的测量电流值。

关于普通电池单体来说，测量电流一般在5C-10C左右，很大。随着电芯容量的增大，或者多个电芯并联，其内阻是减小的，因此，假如没有仪器精度的提高，测量电流是很难降下来的。

2.交流内阻测量方法

给磷酸铁锂离子电池加载一个幅值较小的交流输入作为激励，监测其端电压的响应情况。使用特定程序对数据进行分析，得出电池的交流内阻。分析得到的阻值，只与电池本身特性有关，与采用的激励信号大小无关。

由于电池电容特性的存在，激励信号的频率不同，其测量得到的阻值也不同。