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關于鋰電池內阻的組成分析

鉅大LARGE  |  點擊量:2146次  |  2018年09月30日  

電極電導率、厚度、面積

②集流體(銅箔和鋁箔)

影響因素

集流體厚度、寬度、長度,極耳數量、位置

③引線(極耳、極柱、內部導電連接元件)

影響因素

外形尺寸、電導率

3、活性物質與集流體的接觸電阻

正極物質與鋁箔

負極物質與銅箔

電池的電化學阻抗

把電極做一個等效電路圖,主要有歐姆阻抗Rb,雙電層電容Cd、電化學反應阻抗Rct以及擴散電阻Rw組成。一般來講,在鋰離子的嵌入和脫出循環過程中,Rb值變化一般不大,而Cd和Rct的變化卻較為明顯。

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電池阻抗主要體現為電化學反應阻抗,而歐姆阻抗相對較小。由下圖可知。隨著溫度的下降,電池阻抗逐漸上升,且下降至0°C以后,阻抗速度增大,陰極阻抗呈類似的趨勢,從數值上來看,電池的阻抗主要來源于陰極阻抗的貢獻。

 鋰電池內阻的組成

其實在電池的整個循環過程中,陰極的阻抗占據整個電池阻抗的主要部分,只比整體電池的阻抗略小一些,隨著充放電循環的進行,陰極阻抗增大,電池的阻抗也隨之增加。所以在電極制作的過程中需要特別注意陰極電阻的測試,極片電阻率特別重要。

交流內阻與直流內阻

用交流法測出的是電池的阻抗,其實在企業里都往往要求測試電池的直流內阻(DCR),IEC標準也對電池直流阻抗的測試做出了規定。

IEC測試方法

電池滿充電后,以0.2C放電10s,測試電壓為U1,電流I1.然后以1C放電1s,此時電壓為U2,電流I2.那么電流直流內阻為:

那么直流內阻和交流到底有多少差別呢?

 鋰電池內阻的組成

如下為測試數據,從數據上看,電池的交流內阻和直流內阻相關,基本符合線性關系。

 鋰電池內阻的組成

根據電池EIS測試結果,電池的交流內阻與歐姆電阻相近,但是直流內阻卻包含了歐姆內阻和活化阻抗,所以總的來說,直流內阻的測定有很重要的意義。

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