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 (R_Ω) –Сопротивление вкладок, электролита, сепаратора и других компонентов.
• Внутреннее сопротивление передачи зарядов (R_ct) –Сопротивление ионов, проходящих через пластины и электролит.Это отражает сложность реакции на вкладки.Обычно мы можем увеличить проводимость, чтобы уменьшить это сопротивление.
• Сопротивление поляризации (R_mt) — 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

Методы тестирования аналогичныМЭК 61960-3:2017,МЭК 62620:2014иДЖИС С 8715-1:2018.Основные различия заключаются в следующем:

1. 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.
2. 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 зарядаR_ct будет выше;иR_ct будет уменьшаться с увеличением SoC, так же как и DCIR.
3. 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 увеличениюR_ct и статьдоминирующий.
4. Токи разряда разные.Однако ток разряда не обязательно напрямую связан с DCIR.Отношение определяетсятотдизайн.
5. 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 обозначаютR_Ω. 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, чтоR_Ω клетки0,49 мОм.
• Зеленая стрелка представляетR_ct. R_ct иR_mt нужно некоторое время для активации.Обычно это происходит после падения омного напряжения.ЗначениеR_ct может быть измерено через 1 мс после изменения тока.Значение0,046 мОм.ОбычноR_ct будет уменьшаться с повышением SoC.
• Синяя стрелка обозначает изменениеR_mt. Напряжение продолжает падать из-за неравномерного распределения литий-ионных зарядов.ЗначениеR_mt 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.