Фон
Во время зарядки и разрядки аккумуляторов на емкость будет влиять перенапряжение, вызванное внутренним сопротивлением.Внутреннее сопротивление, являющееся важнейшим параметром батареи, заслуживает исследования для анализа деградации батареи.Внутреннее сопротивление аккумулятора содержит:
- Ом внутреннего сопротивления (RΩ) –Сопротивление вкладок, электролита, сепаратора и других компонентов.
- Внутреннее сопротивление передачи зарядов (Rct) –Сопротивление ионов, проходящих через пластины и электролит.Это отражает сложность реакции на вкладки.Обычно мы можем увеличить проводимость, чтобы уменьшить это сопротивление.
- Сопротивление поляризации (Rmt) — внутреннее сопротивление, вызванное неравномерностью плотности ионов лития междукатоди анод.Сопротивление поляризации будет выше в таких ситуациях, как зарядка при низком заряде.температураили высокий номинальный заряд.
Обычно мы измеряем ACIR или DCIR.ACIR — это внутреннее сопротивление, измеряемое переменным током частотой 1 кГц.Это внутреннее сопротивление также известно как сопротивление Ома.нехваткаДанные заключаются в том, что они не могут напрямую показать производительность батареи.DCIR измеряется с помощью принудительного постоянного тока в течение короткого времени, при котором напряжение постоянно изменяется.Если мгновенный ток равен I, а изменение напряжения за этот короткий промежуток времени равноΔU, по закону ОмаR=ΔU/IМы можем получить DCIR.DCIR — это не только внутреннее сопротивление Ома, но также сопротивление переноса заряда и сопротивление поляризации.
Анализ по стандартам Китая и других стран
It'Всегда возникают трудности с исследованием DCIR литий-ионного аккумулятора.Это'Это главным образом потому, что внутреннее сопротивление литий-ионного аккумулятора очень мало, обычно всего несколько м.Ω.Между тем, как активный компонент, трудно напрямую измерить внутреннее сопротивление.Кроме того, на внутреннее сопротивление влияет состояние окружающей среды, например, температура и состояние заряда.Ниже приведены стандарты, в которых упоминается, как тестировать DCIR.
- Международный стандарт:
МЭК 61960-3:2017:Вторичные элементы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Вторичные литиевые элементы и батареи для портативного применения. Часть 3. Призматические и цилиндрические литиевые вторичные элементы и батареи, изготовленные из них..
МЭК 62620:2014:Вторичные элементы и батареи, содержащие щелочные или другие некислотные электролиты. Вторичные литиевые элементы и батареи для использования в промышленности..
- Япония:ДЖИС С 8715-1:2018: Вторичные литиевые элементы и батареи для использования в промышленности. Часть 1. Испытания и требования к эксплуатационным характеристикам.
- В Китае нет соответствующего стандарта тестирования DCIR.
Разновидности
| МЭК 61960-3:2017 год | МЭК 62620:2014 год | ДЖИС С 8715-1:2018 |
Объем | Батарея | Клетка и батарея | |
Температура тестирования | 20℃±5℃ | 25℃±5℃ | |
Предварительная обработка | 1. Полностью заряжен; 2. хранить в течение 1~4h; | 1. Полностью зарядите, затем разрядите до 50%±10% номинальной емкости; 2. хранить в течение 1~4h; | |
Метод тестирования | Постоянный разряд 1,0,2C в течение 10±0,1s; 2. Разрядка сI2=1,0C для 1±0,1s; | 1. Разрядка регулируемым током в зависимости от типа скорости; 2. Два периода зарядки составляют 30±0,1s и 5±0,1sсоответственно; | |
Критерий приемки | Результат испытаний не должен быть выше заявленного производителем. |
Методы тестирования аналогичныМЭК 61960-3:2017,МЭК 62620:2014иДЖИС С 8715-1:2018.Основные различия заключаются в следующем:
- Температуры испытаний разные.МЭК 62620:2014 иДЖИС С 8715-1:2018регулирует 5℃выше температуры окружающей среды, чем IEC 61960-3:2017.Более низкая температура приведет к увеличению вязкости электролита, что приведет к меньшему движению ионов.Таким образом, химическая реакция замедлится, а сопротивление Ома и сопротивление поляризации станут больше, что вызовет тенденцию увеличения DCIR.
- SoC другой.SoC, необходимый вМЭК 62620:2014иДЖИС С 8715-1:201850 лет%±10%, покаМЭК 61960-3:2017составляет 100%.Статус обвинения очень влияет на DCIR.Обычно результат тестирования DCIR снижается с увеличением SoC.Это связано с процедурой реакции.В низком SoC,сопротивление переносу зарядаRct будет выше;иRct будет уменьшаться с увеличением SoC, так же как и DCIR.
- Срок выписки разный.IEC 62620:2014 и JIS C 8715-1:2018 требуют более длительного периода разрядки, чемМЭК 61960-3:2017.Длинный период импульса приведет к снижению тенденции к увеличению DCIR и будет представлять собой отклонение от линейности.Причина в том, что увеличение длительности импульса приведет к увеличениюRct и статьдоминирующий.
- Токи разряда разные.Однако ток разряда не обязательно напрямую связан с DCIR.Отношение определяетсятотдизайн.
- ХотяДЖИС С 8715-1:2018относится кМЭК 62620:2014, они имеют разные определения для батарей с высоким номиналом.МЭК 62620:2014определяет, что батареи с высоким номиналом могут разряжать ток силой не менее 7,0C.WздесьДЖИС С 8715-1:2018определяет батареи с высоким номиналом, которые могут разряжаться при температуре 3,5C.
Анализ по тестированию
Ниже приведена функциональная диаграмма напряжения-времени для измерения DCIR.Кривая показывает сопротивление ячеек, чтобы мы могли оценить производительность.
- Как показано на рисунке, красные стрелки обозначаютRΩ. Значение связано с iR-drop.iR-падение означает внезапное изменение напряжения после изменения тока.Обычно, когда клетка электрифицирована, происходит'са падение напряжения.Поэтому мы можем знать, чтоRΩ клетки0,49 мОм.
- Зеленая стрелка представляетRct. Rct иRmt нужно некоторое время для активации.Обычно это происходит после падения омного напряжения.ЗначениеRct может быть измерено через 1 мс после изменения тока.Значение0,046 мОм.ОбычноRct будет уменьшаться с повышением SoC.
- Синяя стрелка обозначает изменениеRmt. Напряжение продолжает падать из-за неравномерного распределения литий-ионных зарядов.ЗначениеRmt is 0,19 мОм
Заключение
Тест DCIR может показать производительность батарей.Это'Это также критический параметр для НИОКР.Однако есть некоторые вопросы, которые необходимо учитывать, чтобы сохранить точность измерений.
- Следует учитывать способ соединения аккумуляторов с оборудованием для зарядки и разрядки.Сопротивление соединения должно быть как можно меньшим (рекомендуется не превышать0,02 мОм).
- Важное значение имеет также подключение проводов сбора напряжения и тока.IБыло бы лучше подключить вкладки на одной стороне.Следует отметить, что не подключайте токосъемные провода к зарядным проводам оборудования.
- Также следует учитывать точность зарядного и разгрузочного оборудования и время реагирования.Предполагаемое время отклика не превышает 10 мс.Чем короче время ответа, тем точнее результат.
Время публикации: 01 февраля 2023 г.