Bakgrunn

Under lading og utlading av batterier vil kapasiteten påvirkes av overspenningen forårsaket av intern motstand. Som en kritisk parameter for batteri, er intern motstand verdt forskning for å analysere batteridegradering. Den interne motstanden til et batteri inneholder:

• Ohm indre motstand (R_Ω) –Motstanden fra tapper, elektrolytt, separator og andre komponenter.
• Lader overføring intern motstand (R_ct) –Motstanden til ioner som passerer flik og elektrolytt. Dette representerer vanskeligheten med faner-reaksjon. Normalt kan vi øke ledningsevnen for å redusere denne motstanden.
• Polarisasjonsmotstand (R_mt) er den indre motstanden forårsaket av ujevn tetthet av litiumioner mellomkatodeog anode. Polarisasjonsmotstanden vil være høyere i situasjoner som ved lav ladingtemperatureller høy pris.

Normalt måler vi ACIR eller DCIR. ACIR er den interne motstanden målt i 1k Hz vekselstrøm. Denne interne motstanden er også kjent som Ohm motstand. Demangelav dataene er at de ikke direkte kan vise ytelsen til et batteri. DCIR måles av en tvungen konstant strøm på kort tid, hvor spenningen endres kontinuerlig. Hvis den øyeblikkelige strømmen er I, og spenningsendringen på kort sikt erΔＵ, i henhold til Ohms lovＲ＝ΔＵ／ＩVi kan få DCIR. DCIR handler ikke bare om Ohm intern motstand, men også ladningsoverføringsmotstand og polarisasjonsmotstand.

Analyse av standarder for Kina og andre land

It'Det er alltid en vanskelighet ved forskning på DCIR av et litium-ion-batteri. Den'er hovedsakelig fordi den interne motstanden til et litium-ion-batteri er veldig liten, vanligvis bare noen meterΩ. I mellomtiden som en aktiv komponent er det vanskelig å måle den indre motstanden direkte. Dessuten er den indre motstanden påvirket av miljøets status, som temperatur og ladningsstatus. Nedenfor er standarder som har nevnt om hvordan man tester DCIR.

• Internasjonal standard:

IEC 61960-3: 2017:Sekundærceller og batterier som inneholder alkaliske eller andre ikke-sure elektrolytter - Sekundære litiumceller og batterier for bærbare applikasjoner - Del 3: Prismatiske og sylindriske litiumsekundærceller og batterier laget av dem.

IEC 62620:2014:Sekundære celler og batterier som inneholder alkaliske eller andre ikke-sure elektrolytter – Sekundære litiumceller og batterier for bruk i industrielle applikasjoner.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Sekundære litiumceller og batterier for bruk i industrielle applikasjoner – Del 1: Tester og ytelseskrav
• Kina har ikke relevant standard for DCIR-testing.

Varianter

Testmetodene er like blantIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014ogJIS C 8715-1:2018. De viktigste forskjellene er som følger:

1. Testtemperaturer er forskjellige. IEC 62620:2014 ogJIS C 8715-1:2018regulerer en 5℃høyere av omgivelsestemperaturen enn IEC 61960-3:2017. Lavere temperatur vil gjøre det til høyere viskositet av elektrolytten, noe som vil føre til lavere bevegelse av ioner. Dermed vil den kjemiske reaksjonen avta, og Ohm-motstanden og polarisasjonsmotstanden vil bli større, noe som vil forårsake en trend med DCIR-økning.
2. SoC er annerledes. SoC som kreves iIEC 62620:2014ogJIS C 8715-1:2018er 50％±10％, mensIEC 61960-3:2017er 100 %. Ladningsstatusen er svært innflytelsesrik for DCIR. Normalt vil DCIR-testresultatet bli lavere med økning av SoC. Dette er relatert til reaksjonsprosedyren. I en lav SoC,ladningsoverføringsmotstandenR_ct vil være høyere; ogR_ct vil avta med økning av SoC, slik som DCIR.
3. Utladningsperioden er annerledes. IEC 62620:2014 og JIS C 8715-1:2018 krever en lengre utladningsperiode ennIEC 61960-3:2017. Den lange pulsperioden vil forårsake en lavere økende trend av DCIR, og presentere et avvik fra linearitet. Årsaken er at økningen av pulstiden vil føre til en høyereR_ct og blidominerende.
4. Utladningsstrømmene er forskjellige. Utladningsstrømmen er imidlertid ikke nødvendigvis direkte relatert til DCIR. Forholdet bestemmes avdedesign.
5. SkjøntJIS C 8715-1:2018refererer tilIEC 62620:2014, de har forskjellige definisjoner på høyklassifiserte batterier.IEC 62620:2014definerer at høyklassifiserte batterier kan lade ut ikke mindre enn 7,0C strøm.WhileJIS C 8715-1:2018definerer høyklassifiserte batterier som kan lades ut med 3,5C.

Analyse på testing

Nedenfor er spenning-tid-funksjonsdiagrammet for DCIR-testmål. Kurven viser motstanden til celler, slik at vi kan evaluere ytelsen.

• Som vist på bildet representerer de røde pileneR_Ω. Verdien er relatert til iR-drop. iR-fall betyr den plutselige endringen av spenning etter strømendring. Normalt når en celle er elektrifisert, der'et spenningsfall. Derfor kan vi vite atR_Ω av cellen er0,49 mΩ.
• Den grønne pilen representererR_ct. R_ct ogR_mt trenger litt tid på å aktivere. Normalt skjer det etter fall av ohm spenning. Verdien avR_ct kan måles 1ms etter strømendring. Verdien er0,046 mΩ. NormaltR_ct vil avta med økningen av SoC.
• Den blå pilen representerer endringen avR_mt. Spenningen fortsetter å synke på grunn av litium-ion ujevn spredning. Verdien avR_mt is 0,19 mΩ 

Konklusjon

DCIR-test kan vise ytelsen til batterier. Den'er også en kritisk parameter for FoU. Det er imidlertid noen problemer som må vurderes for å opprettholde målingens nøyaktighet.

• Tilkoblingsmåten mellom batterier og lade- og utladingsutstyr bør vurderes. Tilkoblingsmotstanden skal være så lav som mulig (foreslå ikke større enn0,02 mΩ).
• Koblingen av spennings- og strømoppsamlingsledninger er også viktig.IDet ville være bedre å koble til på samme side av fanene. Det bør legges merke til at ikke koble samleledningene til ladeledningene til utstyret.
• Nøyaktigheten av lade- og utladningsutstyr og responstiden bør også tas i betraktning. Responstiden anbefales ikke lenger enn 10 ms. Jo kortere responstid, jo mer nøyaktig resultat.