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谈谈锂离子电池内阻的组成

钜大LARGE  |  点击量:1524次  |  2020年12月21日  

锂离子电池内阻的组成


广义地说,同欧姆电阻(IR)相同,有源极化和浓差极化都可以理解为电池内阻的组成部分,也可以理解为激活阻抗和浓差阻抗。激活极化和浓度极化的大小要建立一个杂乱的数学模型来计算。


内部阻抗由以下部分组成:


☆离子阻力


(1)阻挡内部电解质


的影响因素


电解液电导率、间隙面积、厚度、孔隙率、弯曲系数(Gurley)


正极内的电解质


的影响因素


电解液电导率,正厚度,厚度,孔隙率,弯曲系数


电极内部的电解质


的影响因素


电解液电导率,正厚度,厚度,孔隙率,弯曲系数


☆电子电阻


两个电极的活性物质


的影响因素


电极电导率、厚度和面积


(2)收集液(铜箔、铝箔)


的影响因素


采集流体厚度、宽度、长度、极耳数、轴承


(3)引线(极耳、极柱、内部导电连接元件)


的影响因素


外形尺寸,导


☆活性物质和收集液的接触电阻


正面材料用铝箔


负极材料和铜箔


电池的电化学阻抗


该电极重要由欧姆阻抗Rb、双层电容Cd、电化学反应阻抗Rct和分散电阻Rw组成。一般来说,在锂离子包埋和挤压循环过程中,Rb值变化不大,Cd和Rct值变化较大。


电池阻抗重要体现在电化学阻抗上,而欧姆阻抗相对较小。从下图中。随着温度的降低,电池阻抗逐渐增大,当温度降至0℃后,阻抗速度增大,阴极阻抗呈现类似的趋势。从数值上看,电池阻抗重要是由阴极阻抗贡献的。


事实上,在电池的整个循环过程中,阴极的阻抗占据了电池阻抗的重要部分,仅略小于整个电池的阻抗。随着充放电循环的进行,阴极的阻抗增大,电池的阻抗也增大。因此,在电极制造过程中,应特别注意阴极电阻的测试。


与直流内阻沟通内阻


通信方法用于测量电池的电阻。事实上,公司经常要对电池的DCR进行测试。


IEC测试方法


电池充满电后,以0.2℃放电10s。测试电压为U1,电流为I1。然后在1C处放电1秒。


那么直流电阻和通信之间的差别是什么呢?


试验数据如下。从数据上看,电池的内阻与直流的内阻有关,基本符合线性关系。


根据电池的EIS测试结果,电池的通信电阻与欧姆电阻相似,但是直流电阻包含欧姆电阻和激活阻抗,所以一般来说,直流电阻的测量具有非常重要的意义。


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