Vnitřní odpor baterie se vztahuje k odporu způsobenému proudem protékajícím baterií, když je baterie v provozu, včetně ohmického odporu a polarizačního odporu (Rp).
Ohmický odpor se skládá hlavně z odporu materiálu elektrody, odporu elektrolytu, odporu membrány a přechodového odporu každé části a souvisí s velikostí, strukturou a procesem baterie.
Polarizační odpor (Rp) je vnitřní odpor způsobený polarizací katody a anody během elektrochemické reakce. „Polarizace“ spočívá v tom, že během elektrochemické reakce v baterii je rychlost toku elektronů vyšší než rychlost elektrodové reakce. Na anodě nejsou elektrony generované ionizační reakcí dostatečně rychlé, aby vyrovnaly průtok elektronů. Zatímco rychlost spotřeby elektronů katodové reakce je nižší než rychlost přítoku elektronů, způsobuje pozitivní posun anodového potenciálu a negativní posun katodového potenciálu, což snižuje potenciálový rozdíl a rychlost elektrochemické reakce.
Různé typy baterií mají různý vnitřní odpor. Stejné typy baterií mají různý vnitřní odpor kvůli nejednotnosti vnitřních chemických vlastností. Vnitřní odpor je důležitým technickým ukazatelem pro měření výkonu baterie. Za normálních okolností má baterie s malým vnitřním odporem silnou vybíjecí schopnost a baterie s velkým vnitřním odporem má slabou vybíjecí schopnost. Mezitím velký vnitřní odpor baterie generuje velké množství Jouleova tepla a zvyšuje teplotu baterie, což snižuje vybíjecí napětí baterie, zkracuje dobu vybíjení a vážně ovlivňuje výkon a životnost baterie.
Způsoby, jak snížit vnitřní odpor baterie
1. Přidejte aktivní materiál elektrody
Materiál elektrody může být dopován aktivními atomy, aby se zlepšila klíčová struktura, optimalizoval objem článku a snížil se odpor katodového materiálu při přenosu náboje. Polarizace aktivního materiálu anody se značně zvyšuje v podmínkách vysokorychlostního vybíjení, což je hlavní důvod vážné polarizace. Zmenšením poloměru částic anody lze účinně snížit polarizaci aktivního materiálu anody.
2. Krycí funkční nátěr
Povrchová úprava vodivých substrátů baterií s funkčními povlaky je průlomovou technologickou inovací. Pokrytí povrchu hliníkové fólie / měděné fólie vodivým uhlíkovým povlakem může poskytnout vynikající statickou elektrickou vodivost a sbírat mikroproud aktivního materiálu, což výrazně snižuje kontaktní odpor mezi materiálem anoda/katoda a sběrači proudu a může zlepšit přilnavost mezi nimi. Může také snížit množství použitého pojiva, čímž se výrazně zlepší celkový výkon baterie.
3. Použijte keramickou membránu a PVDF membránu
Vedení iontů uvnitř baterie závisí na difúzi Li+ v elektrolytu přes póry membrány. Absorpce kapaliny a smáčecí schopnost membrány je klíčem k vytvoření dobrého kanálu pro tok iontů. Když má membrána vyšší rychlost absorpce kapaliny a porézní strukturu, může zlepšit vodivost, snížit odpor baterie a zlepšit výkon baterie. Ve srovnání s membránou s běžnou základnou mohou keramická membrána a membrána PVDF nejen výrazně zlepšit odolnost membrány proti smršťování při vysokých teplotách, ale také zlepšit absorpci kapaliny a smáčecí schopnost membrány.
Vnitřní odpor dobíjecí baterie je při opuštění továrny relativně malý. Po dlouhodobém používání dojde vlivem vyčerpání elektrolytu a snížení aktivity chemických látek k postupnému zvyšování vnitřního odporu, až je vnitřní odpor tak velký, že vnitřní výkon nelze normálně uvolnit a baterie v tuto chvíli selhat. Většina stárnoucích baterií je nepoužitelná kvůli nadměrnému vnitřnímu odporu. Proto bychom měli věnovat větší pozornost vybité kapacitě baterie než nabité kapacitě.
Vnitřní odpor není pevná hodnota
Když je baterie v jiném stavu nabití, její vnitřní odpor je odlišný; když je baterie v jiném stavu životnosti, liší se i její vnitřní odpor. Z technického hlediska obecně uvažujeme odpor baterie do dvou stavů: vnitřní odpor v nabitém stavu a vnitřní odpor ve vybitém stavu. Vnitřní odpor nabitého stavu se vztahuje k naměřenému vnitřnímu odporu baterie, když je baterie plně nabitá. Vnitřní odpor vybitého stavu označuje vnitřní odpor baterie měřený po úplném vybití baterie (při vybití na standardní vypínací napětí).
Normálně je vnitřní odpor ve vybitém stavu nestabilní a naměřený výsledek je mnohem vyšší než normální hodnota. Protože je vnitřní odpor v nabitém stavu poměrně stabilní, má měření této hodnoty praktický význam. V procesu měření baterie proto všichni bereme jako standard měření vnitřní odpor nabitého stavu.
Měření vnitřního odporu
Vnitřní odpor baterie je velmi malý, obvykle jej definujeme v jednotkách mikroohmů nebo miliohmů. Při obecných příležitostech měření požadujeme, aby přesnost měření vnitřního odporu baterie byla řízena v rozmezí ±5 %. Tak malý odpor a tak přesný požadavek se musí měřit speciálními přístroji. RacePow provede přesné testy vnitřního odporu každé baterie předtím, než baterie opustí továrnu.
Při nákupu baterií můžeme také použít měřidlo pro testování vnitřního odporu baterie (jak je uvedeno níže) pro měření vnitřního odporu baterie.
Shrnout
Ve skutečnosti má mnoho stárnoucích baterií uvnitř stále hodně energie, ale vnitřní odpor je příliš velký na to, aby se vybila. Jakmile se vnitřní odpor baterie zvýší, je obtížné uměle snížit vnitřní odpor. Proto pro stárnoucí baterii, i když přemýšlíme o mnoha způsobech, jak ji „aktivovat“, jako je náraz vysokým proudem, nízké proudové nabíjení a vložení do chladničky, většina z nich je k ničemu. Po naučení se výše uvedených poznatků můžeme v podstatě vědět, že při výběru baterie bychom měli volit baterii s pokud možno menším vnitřním odporem. Je také velmi důležité vědět, že vnitřní odpor baterií se zvyšuje, když se delší dobu nepoužívají. Doporučuje se používat baterie pravidelně, aby jejich vnitřní chemické látky zůstaly aktivní.