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什么是锂电池测试阻抗

时间:2021-09-15 20:53:33 来源:未知 点击:

  在锂电池化成分容测试夹具,大电流探针等测试接触件的时候,经常会有客户咨询电池阻抗,讨论电池阻抗数值。可见电池阻抗对电池的重要性非同一般。在电池的充放电过程中,电池阻抗是制约其性能的重要因素之一,阻抗不仅额外消耗电池的能量,而且会将消耗的能量转变为热量,对系统温度造成影响。对于电池生产厂家来说,了解电池阻抗特性,有助于电池工艺提升,从而生产更优质的锂电池。对于PACK行业人员而言,了解电池阻抗特性,掌握其异常的表现规律,有助于分析、解决电池包电性能测试的多种异常,提升工艺素养。

 
 
电池阻抗是指电流在通过电池时受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻以及外部接触阻抗。
 
1)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,其阻值的大小与充放电状态无关,亦几乎不受SOC状态的影响,仅随着温度的升高而降低。
 
2极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,仅发生在电池的充/放电过程中,包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。其中[1],电化学极化是由于电极的电化学速率反应迟缓造成的,电化学反应过程中某一步电荷转移速率达不到对外放电速率时表现的阻抗,此时电池就要分配一定的电压用于满足其转移速率的活化能;而浓差极化是由于反应物消耗引起电极表面得不到及时补充导致的(或是某种产物在电极表面积累,不能及时疏散)。研究表明[2],极化内阻的大小受到SOC状态的影响。如图1所示,当电池的SOC接近空电与满电状态时,其极化内阻较大,而SOC处于20%~80%时,其极化内阻相对较小,而且这种现象会随着电池循环次数的增多而逐渐加剧,这是因为经过多次循环后,锂离子电池的电极活性物质与电解液界面逐渐退化,导致电化学的阻抗增加。

3)接触阻抗是指电池在使用中,正负极与外接电路间的接触不良导致的阻抗。接触阻抗主要发生在PACK过程中,例如焊接不良、串联螺栓扭矩不紧等异常都会导致较大的接触阻抗,且随着时间的推移会逐渐出现扭力衰减问题,一般要求过电流的地方接触越紧密越好(不同型号螺栓存在扭力标准范围,过大可能导致螺栓损坏)。
  
     

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