Позадина

При полнење и празнење на батериите, капацитетот ќе биде под влијание на пренапонот предизвикан од внатрешниот отпор.Како критичен параметар на батеријата, внатрешниот отпор вреди да се истражува за да се анализира деградацијата на батеријата.Внатрешниот отпор на батеријата содржи:

• Ом внатрешен отпор (R_Ω) -Отпорност од јазичиња, електролит, сепаратор и други компоненти.
• Внатрешен отпор на пренос на полнења (R_ct) -Отпорност на јони кои минуваат јазичиња и електролит.Ова ја претставува тежината на реакцијата на јазичињата.Нормално, можеме да ја зголемиме спроводливоста за да го намалиме овој отпор.
• Отпорност на поларизација (R_mt) е внатрешниот отпор предизвикан од нерамна густина на литиумските јони помеѓукатодаи анодата.Отпорот на поларизација ќе биде поголем во ситуации како полнење на ниско нивотемператураили висока оценка за полнење.

Нормално го мериме ACIR или DCIR.ACIR е внатрешниот отпор измерен во AC струја од 1k Hz.Овој внатрешен отпор е познат и како отпор на Ом.Нанедостигод податоците е дека не може директно да ги прикаже перформансите на батеријата.DCIR се мери со присилна константна струја за кратко време, во која напонот континуирано се менува.Ако моменталната струја е I, а промената на напонот во тој краток рок еΔＵ, според законот ОмＲ＝ΔＵ／ＩМожеме да го добиеме DCIR.DCIR не е само за внатрешниот отпор на Ом, туку и за отпорот на пренос на полнеж и отпорот на поларизација.

Анализа на стандардите на Кина и други земји

It'Секогаш е тешкотија при истражувањето на DCIR на литиум-јонска батерија.Тоа's главно затоа што внатрешниот отпор на литиум-јонската батерија е многу мал, обично само неколку mΩ.Во меѓувреме, како активна компонента, тешко е директно да се измери внатрешниот отпор.Покрај тоа, внатрешниот отпор е под влијание на статусот на околината, како што се температурата и статусот на полнежи.Подолу се дадени стандарди кои споменуваат за тоа како да се тестира DCIR.

• Меѓународен стандард:

IEC 61960-3: 2017:Секундарни ќелии и батерии што содржат алкални или други некиселини електролити – Секундарни литиумски ќелии и батерии за преносливи апликации – Дел 3: Призматични и цилиндрични секундарни ќелии од литиум и батерии направени од нив.

IEC 62620:2014:Секундарни ќелии и батерии кои содржат алкални или други некиселини електролити - Секундарни литиумски ќелии и батерии за употреба во индустриски апликации.

• Јапонија:JIS C 8715-1:2018: Секундарни литиумски ќелии и батерии за употреба во индустриски апликации – Дел 1: Тестови и барања за перформанси
• Кина нема релевантен стандард за тестирање DCIR.

Сорти

Методите на тестирање се слични меѓуIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014иJIS C 8715-1:2018.Главните разлики се како што следува:

1. Температурите за тестирање се различни.IEC 62620:2014 иJIS C 8715-1:2018регулира 5℃повисока од температурата на околината од IEC 61960-3:2017.Пониската температура ќе го зголеми вискозноста на електролитот, што ќе предизвика помало движење на јоните.Така хемиската реакција ќе се забави, а отпорот на Ом и отпорот на поларизација ќе станат поголеми, што ќе предизвика тренд на зголемување на DCIR.
2. SoC е различен.Потребниот SoC воIEC 62620:2014иJIS C 8715-1:2018е 50±10!, додекаIEC 61960-3:2017е 100%.Статусот на полнење е многу влијателен врз DCIR.Нормално, резултатот од тестирањето DCIR ќе се намали со зголемување на SoC.Ова е поврзано со постапката на реакција.Во ниска SoC,отпорност на пренос на полнежR_ct ќе биде повисока;иR_ct ќе се намали со зголемување на SoC, па како DCIR.
3. Периодот на празнење е различен.IEC 62620:2014 и JIS C 8715-1:2018 бара подолг период на празнење одIEC 61960-3:2017.Долгиот пулсен период ќе предизвика помал тренд на зголемување на DCIR и ќе претставува отстапување од линеарноста.Причината е што зголемувањето на времето на пулсот ќе предизвика повисокоR_ct и да станедоминантна.
4. Струите на празнење се различни.Сепак, струјата на празнење не мора директно да се однесува на DCIR.Односот се одредува сонадизајн.
5. ИакоJIS C 8715-1:2018се однесува наIEC 62620:2014, тие имаат различни дефиниции за батериите со висока оцена.IEC 62620:2014дефинира дека батериите со висока номинација можат да испразнат струја не помалку од 7,0C.WхилеJIS C 8715-1:2018дефинира дека батериите со висока оцена се оние кои можат да се испразнат со 3,5C.

Анализа на тестирање

Подолу е графиконот на функцијата напон-време на мерката за тестирање DCIR.Кривата го покажува отпорот на ќелиите, за да можеме да ги оцениме перформансите.

• Како што е прикажано на сликата, црвените стрелки претставуваатR_Ω. Вредноста е поврзана со iR-drop.iR-пад значи ненадејна промена на напонот по промената на струјата.Нормално, кога ќелијата е наелектризирана, таму'со пад на напонот.Затоа можеме да знаеме декаR_Ω на клетката е0,49 mΩ.
• Зелената стрелка претставуваR_ct. R_ct иR_mt треба малку време да се активира.Нормално тоа се случува по пад на Ом напон.Вредноста наR_ct може да се измери 1ms по тековната промена.Вредноста е0,046 mΩ.НормалноR_ct ќе се намали со покачувањето на SoC.
• Сината стрелка ја претставува промената наR_mt. Напонот постојано се намалува поради нерамномерното ширење на литиум-јоните.Вредноста наR_mt is 0,19mΩ 

Заклучок

DCIR тестот може да ги покаже перформансите на батериите.Тоа'е исто така критичен параметар за истражување и развој.Сепак, има некои прашања што треба да се земат предвид за да се задржи точноста на мерењето.

• Треба да се разгледа начинот на поврзување помеѓу батериите и опремата за полнење и празнење.Отпорот на поврзувањето треба да биде што е можно помал (предложете не поголем од0,02 mΩ).
• Поврзувањето на жиците за собирање на напон и струја е исто така важно.Iби било подобро да се поврзете на истата страна на јазичињата.Треба да се забележи дека не поврзувајте ги собирните жици со жиците за полнење на опремата.
• Треба да се земат предвид и точноста на опремата за полнење и празнење и времето на одговор.Времето на одговор се предлага не подолго од 10 ms.Колку е пократко времето на одговор, толку е попрецизен резултатот.