钜大LARGE | 点击量:1158次 | 2021年04月15日
有关锂离子电池内阻和容量测试方法介绍
锂离子电池容量就是指它的容纳的电量,单位通常是安时、毫安时。如:锂离子电池容量是500mAh,表示电池假如工作时电流是10mA,则可持续工作50小时。
锂离子电池内阻重要包括两个部分,欧姆内阻和极化内阻在温度恒定的条件下,欧姆电阻基本稳定不变,而极化电阻会随着影响极化水平的因素变动。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。锂离子电池的端电压,指锂离子电池被连接在回路中处于工作状态时,检测到的电池正负极之间的电压,其数值等于锂离子电池电势减去欧姆内阻占压后,剩余的电压值。
测试锂离子电池内阻的意义:
1、厂中出厂检验的项目之一;
2、组装锂离子电池组时,需选择内阻相近的电池单元组成一组;
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
3、因锂离子电池的容量Ah越大,内阻就越小,因此可以根据内阻大小粗略判断电池容量;
4、锂离子电池老化和失效后突出的表现为内阻增大,因此测试电池内阻就可以快速判断出电池的老化程度;
5、锂离子电池组维护过程中,要经常测试各电池单元的内阻,以便把内阻增大的单元挑出来,换个好的。
锂离子电池内阻测试方法:
根据物理公式R=U/I,测试设备让锂离子电池在短时间内(一般为2~3秒)强制通过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A~80A的大电流),测量此时锂离子电池两端的电压,并按公式计算出当前的锂离子电池内阻。
1、测量电池的开路电压:U1
2、电池两端并联一固定阻值电阻:R,进行放电;
3、测量锂离子电池放电期间电池的两端电压:U2;
4、计算电池内阻:r=(U1-U2)/(U2/R)
例如,某电池开路电压为12V,并联一个10欧姆电阻后电压降为10V,则该电池的内阻为:r=(U1-U2)/(U2/R)=(12-10)/(10/10)=2欧姆。
通常情况下,锂离子电池的内阻r越大,表明电池带负载越差,大功率电池(如蓄电池)的内阻r通常都非常小。小功率电池(如9V叠层电池)的内阻通常都比较大。
交流压降内阻测量法:
因为锂离子电池实际上等效于一个有源电阻,因此我们给锂离子电池施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该锂离子电池的内阻值。交流压降内阻测量法的锂离子电池测量时间极短,一般在100毫秒左右。这种测量方法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%~2%之间。
锂离子电池容量测试方法:
锂离子电池容量测试是以满电电压和设定的终止电压为参数的,因为锂离子电池的最低放电电压是2.75V,所以,小于3V的电压已经对锂离子电池测试没有意义;固定电流放电一般用多少C表示,锂离子电池一般用0.5C放电进行测试。
1、把电池充满电,单只锂离子电池充充满电后的电压是4.2V;
2、用万用表是锂离子电池恒流0.5C,相关于电池容量而言放电,终止电压设定为3v;
3、用恒流放电的时间乘以放电电流就是电池容量了;检验:假如恒流放电不能达到两个小时,那么标称电压就是不够的,锂离子电池就有假冒伪劣的可能性。
有专业的锂离子电池分容柜假如是个人的话,找一个可调可调的负载电阻和一个电流可调的直流电源来通过充电和放电的时间来计算电池容量,充电电流×充电时间=电池容量(从2.7V或3.0V充电到4.2V)或放电电流×放电时间=电池容量
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