Baggrund

Under op- og afladning af batterier vil kapaciteten blive påvirket af overspændingen forårsaget af intern modstand. Som en kritisk parameter for batteri er intern modstand værd forskning for at analysere batterinedbrydning. Den interne modstand i et batteri indeholder:

• Ohm indre modstand (R_Ω) –Modstanden fra faner, elektrolyt, separator og andre komponenter.
• Oplader transmission intern modstand (R_ct) –Modstanden af ​​ioner, der passerer flige og elektrolyt. Dette repræsenterer vanskeligheden ved tabs-reaktion. Normalt kan vi øge ledningsevnen for at reducere denne modstand.
• Polarisationsmodstand (R_mt) er den indre modstand forårsaget af densitet ujævn af lithium ioner mellemkatodeog anode. Polarisationsmodstanden vil være højere i situationer som ved lav opladningtemperatureller høj rated afgift.

Normalt måler vi ACIR eller DCIR. ACIR er den interne modstand målt i 1k Hz AC-strøm. Denne interne modstand er også kendt som Ohm modstand. Demangelaf data er, at det ikke direkte kan vise et batteris ydeevne. DCIR måles ved en tvungen konstant strøm på kort tid, hvor spændingen løbende ændres. Hvis den øjeblikkelige strøm er I, og spændingsændringen på kort sigt erΔＵ, ifølge Ohms lovＲ＝ΔＵ／ＩVi kan få DCIR. DCIR handler ikke kun om Ohm intern modstand, men også ladningsoverførselsmodstand og polarisationsmodstand.

Analyse af standarder i Kina og andre lande

It'Det er altid en vanskelighed ved forskning i DCIR af et lithium-ion-batteri. Det's hovedsagelig fordi den interne modstand af et lithium-ion batteri er meget lille, normalt kun nogle mΩ. I mellemtiden som en aktiv komponent er det svært at måle den indre modstand direkte. Desuden er den indre modstand påvirket af miljøets status, såsom temperatur og ladningsstatus. Nedenfor er standarder, der har nævnt, hvordan man tester DCIR.

• International standard:

IEC 61960-3: 2017:Sekundære celler og batterier indeholdende alkaliske eller andre ikke-sure elektrolytter - Sekundære lithiumceller og batterier til bærbare applikationer - Del 3: Prismatiske og cylindriske sekundære lithiumceller og batterier fremstillet heraf.

IEC 62620:2014:Sekundære celler og batterier indeholdende alkaliske eller andre ikke-sure elektrolytter – Sekundære lithiumceller og batterier til brug i industrielle applikationer.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Sekundære lithiumceller og batterier til brug i industrielle applikationer - Del 1: Test og krav til ydeevne
• Kina har ikke relevant standard om DCIR-test.

Sorter

Testmetoderne er ens blandtIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014ogJIS C 8715-1:2018. De vigtigste forskelle er som følger:

1. Testtemperaturerne er forskellige. IEC 62620:2014 ogJIS C 8715-1:2018regulerer en 5℃højere af den omgivende temperatur end IEC 61960-3:2017. Lavere temperatur vil gøre det til højere viskositet af elektrolytten, hvilket vil forårsage lavere bevægelse af ioner. Således vil den kemiske reaktion langsommere, og Ohm modstand og polarisationsmodstand vil blive større, hvilket vil forårsage en tendens til DCIR stigning.
2. SoC er anderledes. Den SoC, der kræves iIEC 62620:2014ogJIS C 8715-1:2018er 50％±10％, mensIEC 61960-3:2017er 100 %. Ladningsstatus er meget indflydelsesrig for DCIR. Normalt vil DCIR-testresultatet blive lavere med stigning i SoC. Dette er relateret til reaktionsproceduren. I en lav SoC,ladningsoverførselsmodstandenR_ct vil være højere; ogR_ct vil falde med stigning i SoC, så DCIR.
3. Udladningsperioden er anderledes. IEC 62620:2014 og JIS C 8715-1:2018 kræver en længere afladningsperiode endIEC 61960-3:2017. Den lange pulsperiode vil forårsage en lavere stigende tendens for DCIR og præsentere en afvigelse fra linearitet. Årsagen er, at stigningen i pulstiden vil forårsage en højereR_ct og blivedominerende.
4. Udladningsstrømmene er forskellige. Udladningsstrømmen er dog ikke nødvendigvis direkte relateret til DCIR. Forholdet bestemmes afdedesign.
5. SelvomJIS C 8715-1:2018henviser tilIEC 62620:2014, de har forskellige definitioner på højklassificerede batterier.IEC 62620:2014definerer, at højklassificerede batterier kan aflade ikke mindre end 7,0C strøm.WhileJIS C 8715-1:2018definerer højklassificerede batterier, der kan aflades med 3,5C.

Analyse på test

Nedenfor er spændings-tidsfunktionsdiagrammet for DCIR-testmåling. Kurven viser cellernes modstand, så vi kan evaluere ydeevnen.

• Som vist på billedet repræsenterer de røde pileR_Ω. Værdien er relateret til iR-drop. iR-drop betyder den pludselige spændingsændring efter strømændringen. Normalt når en celle er elektrificeret, er der'et spændingsfald. Derfor kan vi vide, atR_Ω af cellen er0,49 mΩ.
• Den grønne pil repræsentererR_ct. R_ct ogR_mt brug for lidt tid til at aktivere. Normalt sker det efter fald i ohm-spændingen. Værdien afR_ct kan måles 1 ms efter strømændring. Værdien er0,046 mΩ. NormaltR_ct vil falde med forhøjelsen af ​​SoC.
• Den blå pil repræsenterer ændringen afR_mt. Spændingen bliver ved med at falde på grund af lithium-ion ujævn spredning. Værdien afR_mt is 0,19 mΩ 

Konklusion

DCIR-test kan vise batteriernes ydeevne. Det'er også en kritisk parameter for F&U. Der er dog nogle problemer, der skal overvejes for at bevare målingens nøjagtighed.

• Tilslutningsmåden mellem batterier og opladnings- og afladningsudstyr bør overvejes. Tilslutningsmodstanden skal være så lav som muligt (foreslå ikke større end0,02 mΩ).
• Tilslutningen af ​​spændings- og strømopsamlingsledninger er også vigtig.IDet ville være bedre at forbinde i samme side af fanerne. Det skal bemærkes, at opsamlingsledningerne ikke skal forbindes til udstyrets opladningsledninger.
• Nøjagtigheden af ​​opladnings- og afladningsudstyr og responstiden bør også tages i betragtning. Svartiden foreslås ikke længere end 10ms. Jo kortere responstid, jo mere nøjagtigt resultat.