Bakgrund

Under laddning och urladdning av batterier kommer kapaciteten att påverkas av den överspänning som orsakas av internt motstånd. Som en kritisk parameter för batteri är intern resistans värd forskning för att analysera batterinedbrytning. Det interna motståndet i ett batteri innehåller:

• Ohm inre motstånd (R_Ω) –Motståndet från flikar, elektrolyt, separator och andra komponenter.
• Laddar överföringens inre motstånd (R_ct) –Motståndet hos joner som passerar flikar och elektrolyt. Detta representerar svårigheten med flikarnas reaktion. Normalt kan vi öka konduktiviteten för att minska detta motstånd.
• Polarisationsmotstånd (R_mt) är det inre motståndet som orsakas av densitet ojämn av litiumjoner mellankatodoch anod. Polarisationsmotståndet kommer att vara högre i situationer som laddning vid låg nivåtemperatureller hög rankad avgift.

Normalt mäter vi ACIR eller DCIR. ACIR är det interna motståndet mätt i 1k Hz växelström. Detta inre motstånd är också känt som Ohm-resistans. Debristav data är att den inte direkt kan visa ett batteris prestanda. DCIR mäts av en forcerad konstant ström på kort tid, där spänningen ständigt ändras. Om den momentana strömmen är I, och förändringen av spänningen på den korta sikt ärΔＵ, enligt Ohms lagＲ＝ΔＵ／ＩVi kan få DCIR. DCIR handlar inte bara om Ohms inre resistans, utan också laddningsöverföringsresistans och polarisationsresistans.

Analys av standarder för Kina och andra länder

It'Det är alltid en svårighet vid forskning om DCIR av ett litiumjonbatteri. Det'beror främst på att det interna motståndet hos ett litiumjonbatteri är mycket litet, vanligtvis bara några meterΩ. Samtidigt som en aktiv komponent är det svårt att mäta det interna motståndet direkt. Dessutom påverkas det interna motståndet av miljöns status, som temperatur och laddningsstatus. Nedan finns standarder som har nämnt om hur man testar DCIR.

• Internationell standard:

IEC 61960-3: 2017:Sekundära celler och batterier som innehåller alkaliska eller andra icke sura elektrolyter – Sekundära litiumceller och batterier för bärbara applikationer – Del 3: Prismatiska och cylindriska sekundära litiumceller och batterier tillverkade av dem.

IEC 62620:2014:Sekundära celler och batterier som innehåller alkaliska eller andra icke sura elektrolyter – Sekundära litiumceller och batterier för användning i industriella tillämpningar.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Sekundära litiumceller och batterier för användning i industriella applikationer – Del 1: Tester och krav på prestanda
• Kina har ingen relevant standard för DCIR-testning.

Sorter

Testmetoderna är liknande blandIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014ochJIS C 8715-1:2018. De viktigaste distinktionerna är följande:

1. Testtemperaturerna är olika. IEC 62620:2014 ochJIS C 8715-1:2018reglerar en 5℃högre av omgivningstemperaturen än IEC 61960-3:2017. Lägre temperatur kommer att göra det högre viskositeten av elektrolyten, vilket kommer att orsaka lägre rörelse av joner. Således kommer den kemiska reaktionen att långsammare, och Ohm-resistans och polarisationsresistans kommer att bli större, vilket kommer att orsaka en trend av DCIR-ökning.
2. SoC är annorlunda. SoC som krävs iIEC 62620:2014ochJIS C 8715-1:2018är 50％±10％, medanIEC 61960-3:2017är 100 %. Laddningsstatusen är mycket inflytelserik för DCIR. Normalt kommer DCIR-testresultat att bli lägre med ökning av SoC. Detta är relaterat till reaktionsförfarandet. I en låg SoC，laddningsöverföringsmotståndetR_ct kommer att vara högre; ochR_ct kommer att minska med ökningen av SoC, så som DCIR.
3. Urladdningsperioden är annorlunda. IEC 62620:2014 och JIS C 8715-1:2018 kräver en längre urladdningsperiod änIEC 61960-3:2017. Den långa pulsperioden kommer att orsaka en lägre ökande trend av DCIR och presentera en avvikelse från linjäritet. Anledningen är att ökningen av pulstiden kommer att orsaka en högreR_ct och blidominerande.
4. Urladdningsströmmarna är olika. Urladdningsströmmen är dock inte nödvändigtvis direkt relaterad till DCIR. Relationen bestäms avdedesign.
5. FastJIS C 8715-1:2018hänvisar tillIEC 62620:2014, de har olika definitioner på högklassiga batterier.IEC 62620:2014definierar att högklassade batterier kan ladda ur inte mindre än 7,0C ström.WhileJIS C 8715-1:2018definierar högklassiga batterier som kan laddas ur med 3,5C.

Analys av testning

Nedan är funktionsdiagrammet för spänning och tid för DCIR-testmåttet. Kurvan visar cellers motstånd, så att vi kan utvärdera prestandan.

• Som visas på bilden representerar de röda pilarnaR_Ω. Värdet är relaterat till iR-drop. iR-fall betyder den plötsliga förändringen av spänningen efter strömändringen. Normalt när en cell är elektrifierad, där'ett spänningsfall. Därför kan vi veta attR_Ω av cellen är0,49 mΩ.
• Den gröna pilen representerarR_ct. R_ct ochR_mt behöver lite tid att aktivera. Normalt händer det efter fall av ohm-spänning. Värdet avR_ct kan mätas 1ms efter aktuell förändring. Värdet är0,046 mΩ. NormaltR_ct kommer att minska med höjningen av SoC.
• Den blå pilen representerar förändringen avR_mt. Spänningen fortsätter att minska på grund av litiumjonens ojämn spridning. Värdet avR_mt is 0,19 mΩ 

Slutsats

DCIR-test kan visa batteriernas prestanda. Det'är också en kritisk parameter för FoU. Det finns dock några frågor att överväga för att behålla mätnoggrannheten.

• Anslutningssättet mellan batterier och laddnings- och urladdningsutrustning bör övervägas. Anslutningsmotståndet bör vara så lågt som möjligt (föreslå inte större än0,02 mΩ).
• Anslutningen av spännings- och strömuppsamlingsledningar är också viktig.IDet skulle vara bättre att ansluta på samma sida av flikarna. Det bör noteras att inte anslut uppsamlingsledningarna till laddningskablarna på utrustningen.
• Noggrannheten hos laddnings- och urladdningsutrustning och svarstiden bör också beaktas. Svarstiden rekommenderas inte längre än 10ms. Ju kortare svarstid, desto mer exakt resultat.