Tout d'abord, la définition et le rôle de la résistance interne

(1) Définition de la résistance interne

La résistance interne fait référence à la résistance rencontrée par le courant traversant l'intérieur de la batterie au lithium pendant la décharge ou la charge. Elle est déterminée par la conductivité du matériau à l'intérieur de la batterie, le taux de transport des ions de l'électrolyte, la résistance de contact entre l'électrode et l'électrolyte et de nombreux autres facteurs. La taille de la résistance interne affecte directement les performances de la batterie au lithium, notamment la puissance de sortie, la durée de vie, les caractéristiques de température, etc.

(2) Le rôle de la résistance interne dans les batteries au lithium

1. La résistance interne est l'un des facteurs limitants de la puissance de sortie des batteries au lithium. Lorsque la résistance interne de la batterie est importante, le courant traversant la batterie produira une chute de tension importante, entraînant une diminution de la puissance de sortie de la batterie.

2. La résistance interne produira une auto-décharge de la batterie. En raison de l'existence d'une résistance à l'intérieur de la batterie, la batterie aura également un certain flux de courant lorsqu'elle ne fonctionne pas, ce qui entraînera une auto-décharge de la batterie.

3. La résistance interne affecte les caractéristiques de température de la batterie. Les batteries avec une grande résistance interne généreront plus de chaleur pendant la décharge ou la charge, ce qui entraînera une augmentation de la température de la batterie, affectant encore davantage ses performances.

Deuxièmement, évaluez les caractéristiques de la batterie par la résistance interne CC

Dans les applications pratiques, la résistance interne CC est souvent utilisée pour évaluer la santé des batteries au lithium, prédire la durée de vie et estimer le SOC (état de charge) et le SOP (état de puissance) de la batterie. En mesurant la résistance interne CC de la batterie, des informations sur l'état de la batterie peuvent être obtenues, fournissant une base pour la gestion et le contrôle de la batterie, et améliorant encore l'efficacité et la durée de vie de la batterie, comme suit : 1. Évaluation de la santé : La

santé

de une batterie au lithium fait référence au degré de dégradation de la batterie pendant son utilisation, généralement évalué par le taux de décroissance de la capacité et le taux d'augmentation de la résistance interne. Le changement de résistance interne CC peut refléter les changements physiques et chimiques à l’intérieur de la batterie, il peut donc être utilisé pour évaluer la santé de la batterie. Lorsque l’état de santé de la batterie diminue, sa résistance interne a tendance à augmenter.

2. Prédiction de vie :

L’augmentation de la résistance interne de la batterie est une manifestation importante du vieillissement de la batterie. En surveillant la résistance interne CC de la batterie, la durée de vie de la batterie peut être prédite. Lorsque la résistance interne CC augmente dans une certaine mesure, cela indique que la durée de vie de la batterie est proche ou a dépassé sa durée de vie nominale et qu'elle doit être remplacée ou réparée.

3. Estimation du SOC du système :

Le SOC d'une batterie fait référence à l'état de charge actuel de la batterie, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie disponible restante dans la batterie et l'énergie totale. Il existe une certaine relation entre la résistance interne DC et le SOC de la batterie. Le SOC de la batterie peut être estimé en mesurant la résistance interne CC de la batterie. Selon le modèle de relation résistance interne-état de charge existant, le SOC de la batterie peut être calculé en mesurant la résistance interne CC de la batterie.

4. Estimation SOP du système :

Le SOP de la batterie fait référence à l'état d'alimentation actuel de la batterie, c'est-à-dire à la puissance maximale que la batterie peut fournir. Il existe également une relation entre la résistance interne DC et le SOP de la batterie. Le SOP de la batterie peut être estimé en mesurant la résistance interne CC de la batterie. Selon le modèle de relation résistance interne-état de puissance existant, le SOP de la batterie peut être calculé en mesurant la résistance interne CC de la batterie.

La résistance interne CC joue un rôle important dans l’évaluation de l’état de santé, la prévision de la durée de vie et l’estimation du SOC et du SOP de la batterie au lithium.

Troisièmement , Méthode de mesure de la résistance interne

Les méthodes de mesure de la résistance interne sont principalement divisées en mesure statique et mesure dynamique.

1. Méthode de mesure statique

La méthode de mesure statique consiste à calculer la résistance interne de la batterie en mesurant la différence entre la tension en circuit ouvert et le courant de court-circuit. Les étapes spécifiques sont les suivantes :

(1) Placez la batterie pendant une période de temps telle que la réaction électrochimique à l'intérieur ait tendance à être équilibrée.

(2) Mesurez la tension en circuit ouvert de la batterie.

(3) Connectez une charge entre les bornes positives et négatives de la batterie pour mesurer le courant de court-circuit.

(4) Selon la loi d'Ohm, calculez la résistance interne de la batterie.

2. Méthode de mesure dynamique La méthode de mesure dynamique consiste à mesurer la résistance interne de la batterie en appliquant un signal électrique alternatif. Les étapes spécifiques sont les suivantes :

(1) Appliquer un signal électrique CA entre les bornes positives et négatives de la batterie.

(2) Mesurez les signaux de courant et de tension de la batterie.

(3) Calculez la résistance interne de la batterie en fonction de la différence de phase et du rapport d'amplitude des signaux de courant et de tension.

Quatre , Facteurs affectant la résistance interne

La taille de la résistance interne est affectée par de nombreux facteurs, notamment les aspects suivants :

1. La conductivité du matériau de la batterie La conductivité du matériau de la batterie détermine la vitesse à laquelle le courant est transmis à l'intérieur de la batterie. . Plus la conductivité du matériau à l’intérieur de la batterie est élevée, plus la résistance interne est faible.

2. Taux de transport des ions de l'électrolyte Le taux de transport des ions de l'électrolyte affecte directement la résistance interne de la batterie. Plus le taux de transport des ions dans l’électrolyte est rapide, plus la résistance interne est faible.

3. Résistance de contact entre l'électrode et l'électrolyte La résistance de contact entre l'électrode et l'électrolyte est également un facteur important affectant la résistance interne. Plus la résistance de contact est faible, plus la résistance interne est faible.

4. La conception structurelle de la batterie La conception structurelle de la batterie aura également un certain impact sur la résistance interne. Par exemple, plus la surface des électrodes de la batterie est grande, plus la résistance interne est faible.

5. Température La température a également un grand effet sur la résistance interne. En général, plus la température est élevée, plus la résistance interne est faible.

Cinq méthodes pour réduire la résistance interne

Afin d'améliorer les performances des batteries au lithium, certaines mesures doivent être prises pour réduire la résistance interne. Voici quelques méthodes courantes :

1. Optimiser le matériau de la batterie En modifiant la composition et la structure du matériau de la batterie, améliorez la conductivité du matériau de la batterie, réduisant ainsi la résistance interne.

2. Optimisez l'électrolyte pour modifier la composition et la concentration de l'électrolyte, améliorez le taux de transmission des ions dans l'électrolyte, réduisant ainsi la résistance interne.

3. Améliorez le contact entre l'électrode et l'électrolyte en changeant le mode de contact entre l'électrode et l'électrolyte, réduisez la résistance de contact entre l'électrode et l'électrolyte, réduisant ainsi la résistance interne.

4. Optimiser la conception structurelle de la batterie En modifiant la conception structurelle de la batterie, augmentez la surface de l'électrode, réduisant ainsi la résistance interne.

5. Contrôler la température Contrôlez correctement la température de fonctionnement de la batterie pour éviter une température excessive et réduire la résistance interne.

Six. Conclusion

La résistance interne est un indice important dans l'évaluation des performances de la batterie au lithium, qui affecte directement la puissance de sortie, la durée de vie et les caractéristiques de température de la batterie. Grâce à des méthodes de mesure raisonnables et à des mesures d'optimisation, la résistance interne de la batterie peut être réduite et les performances de la batterie au lithium peuvent être améliorées. Avec les progrès continus de la science et de la technologie, on pense que la résistance interne des batteries au lithium sera encore réduite, offrant ainsi un meilleur soutien au développement d'applications de batteries au lithium.