Vad är det interna motståndet hos ett litiumbatteri?
När ström flyter genom insidan av ett batteri, stöter den på motstånd, vilket orsakar en minskning av batteriets driftsspänning. Detta motstånd kallas batteriets inre motstånd. På grund av batteriets interna motstånd är polspänningen lägre än den elektromotoriska kraften och öppen kretsspänningen under urladdning. Under laddning är terminalspänningen högre än den elektromotoriska kraften och den öppna-kretsspänningen. Batteriets inre motstånd är en extremt viktig parameter för en kemisk kraftkälla. Det påverkar direkt batteriets driftspänning, driftström, utenergi och effekt. För en praktisk kemisk kraftkälla, ju lägre inre motstånd, desto bättre.
Batteriets inre motstånd är inte konstant; den varierar under urladdningen beroende på det aktiva materialets sammansättning, elektrolytkoncentrationen, batteritemperaturen och urladdningstiden. Batteriets inre resistans inkluderar den ohmska inre resistansen (Rq) och den inre polarisationsresistansen (Rf) som uppvisas av elektroderna under elektrokemiska reaktioner. Summan av dessa två kallas batteriets totala inre motstånd (Rw).
Ohmiskt inre motstånd består huvudsakligen av det inre motståndet hos elektrodmaterial, elektrolyt, separator och kontaktresistansen hos olika komponenter. Det är relaterat till batteriets storlek, struktur, elektrodformningsmetod (t.ex. pasta-typ och rörformade elektroder i bly-syrabatterier, och box-typ och sintrade elektroder i alkaliska batterier) och monteringstäthet. Ohmiskt inre motstånd lyder Ohms lag.
Inre polarisationsresistans avser det inre motståndet som orsakas av polarisering mellan de positiva och negativa elektroderna hos en kemisk kraftkälla under den elektrokemiska reaktionen. Det är summan av de resistanser som orsakas av elektrokemisk polarisering och koncentration
polarisering.
Polariseringens inre motstånd är relaterat till det aktiva materialets natur, elektrodstrukturen och batteritillverkningsprocessen, särskilt nära relaterad till batteriets driftsförhållanden; urladdningsström och temperatur har en betydande inverkan. Under urladdning med hög strömtäthet ökar både elektrokemisk polarisation och koncentrationspolarisation, vilket potentiellt kan orsaka passivering av den negativa elektroden, vilket ökar polarisationens inre resistans. Låga temperaturer påverkar negativt elektrokemisk polarisation och jondiiffusion; därför ökar batteriets inre polarisationsmotstånd även under låga-temperaturförhållanden. Därför är polarisationsresistansen inte en konstant, utan förändras med urladdningshastigheten, temperaturen och andra förhållanden.
Det analytiska uttrycket för ett batteris inre motstånd är som följer:
I formeln, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Batteripolarisation internt motstånd;
b-Variationskoefficienten för batteripolspänningen i förhållande till batteripolspänningen E under märkkapacitetsförhållanden när batteriet laddas och laddas ur med ström Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-Beständighet hos elektrolyten;
Rₑ(C)-Elektrodresistans. Elektrolytresistansen Rₑₗ och elektrodresistansen Rₑ är omvänt proportionella mot batteriets momentana kapacitet;
iₐ, τ, C-Batteriets laddnings- och urladdningsström, temperatur och kapacitetstillstånd vid den tiden.
Batteriets interna motstånd är relativt litet och ofta försumbart under många driftsförhållanden. Men kraftbatterier för elfordon fungerar ofta under hög ström och djupurladdning, vilket resulterar i ett betydande spänningsfall orsakat av internt motstånd. I det här fallet kan påverkan av internt motstånd på hela kretsen inte ignoreras.
