2021-01-29 11:02:48

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电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

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基本信息

  • 中文名

    电池内阻

  • 外文名

    internal resistance of cell

  • 专业

    电子、通信与自动控制技术

  • 拼音

    dian chi nei zu

  • 解释

    电池的内部电阻

  • 分类

    欧姆内阻和极化内阻

目录

折叠 编辑本段 定义

欧姆内阻主要是指由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成,与电池的尺寸、结构、装配等有关。

电流通过电极时,电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。极化电阻是指电池的正极与负极在进行电化学反应时极化所引起的内阻。

电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。

不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池,由于内部化学特性的不一致,内阻也不一样。电池的内阻很小,我们一般用毫欧的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下,内阻小的电池的大电流放电能力强,内阻大的电池放电能力弱。

电池的内阻很小,我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合,我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5%以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。

折叠 编辑本段 测量

电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。

交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1KHz,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。

折叠 编辑本段 内阻

对锂离子电池而言,电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。 欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。

锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大,(在电池正常使用过程中)会产生大量焦耳热(根据公式:E=I^2RT)引起电池温度升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。

电池内阻大小的精确计算相当复杂,而且在电池使用过程中会不断变化。根据经验表明,锂离子电池的体积越大,内阻越小;反之亦然。

折叠 编辑本段 改善

用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新,覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅度降低正/负极材料和集流之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,可减少粘结剂的使用量,进而使电池的整体性能产生显著的提升 。

导电涂层(涂碳铝箔)对锂电池的性能带来以下提升

1. 降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;

2. 显著提高电池组的一致性,降低电池组成本;

3. 提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本;

4. 减小极化,提高倍率性能,减低热效应;

5. 防止电解液对集流体的腐蚀;

6. 综合因子进而延长电池使用寿命。

7. 涂层厚度:常规单面厚1~3μm。

涂碳铝箔/铜箔的性能优势

1.显著提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如:

· 明显降低电芯动态内阻增幅 ;

· 提高电池组的压差一致性 ;

· 延长电池组寿命 ;

· 大幅降低电池组成本。

2.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本。如:

· 改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;

· 改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力;

· 改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力;

· 提高极片制成合格率,降低极片制造成本。

涂碳铝箔与光箔的电池极片粘附力测试图

使用涂碳铝箔后极片粘附力由原来10gf提高到60gf(用3M胶带或百格刀法),粘附力显著提高。

3.减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。如:

· 部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;

· 改善活性物质和集流体之间的电接触;

· 减少极化,提高功率性能。

不同铝箔的电池倍率性能图

其中C-AL为涂碳铝箔,E-AL为蚀刻铝箔,U-AL为光铝箔

4.保护集流体,延长电池使用寿命。如:

· 防止集流极腐蚀、氧化;

· 提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;

· 可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标准箔材。

不同铝箔的电池循环曲线图(200周)

其中(1)为光铝箔,(2)为蚀刻铝箔,(3)为涂碳铝箔

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