电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和 极化内阻 ,极化内阻又包括 电化学极化 内阻和 浓差极化 内阻。
电池内阻定义
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。
电流通过电极时,电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。 极化电阻 是指电池的正极与负极在进行 电化学反应 时极化所引起的内阻。
电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守 欧姆定律 ,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。
不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池,由于内部化学特性的不一致,内阻也不一样。电池的内阻很小,我们一般用毫欧的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下,内阻小的电池的大电流放电能力强,内阻大的电池放电能力弱。
电池的内阻很小,我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合,我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5%以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。
电池内阻的测量
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。
交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个 有源电阻 的特点,给电池一个1KHz,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
锂离子电池内阻
对锂离子电池而言,电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。
锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大,(在电池正常使用过程中)会产生大量 焦耳热 (根据公式:E=I^2RT)引起 电池温度 升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。
电池内阻大小的精确计算相当复杂,而且在电池使用过程中会不断变化。根据经验表明,锂离子电池的体积越大,内阻越小;反之亦然。
改善电池内阻
用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新,覆碳铝箔/ 铜箔 就是将分散好的纳米导电 石墨 和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅度降低正/ 负极材料 和集流之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,可减少粘结剂的使用量,进而使电池的整体性能产生显著的提升。
1.降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;
2.显著提高电池组的一致性,降低电池组成本;
3.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本;
4.减小极化,提高倍率性能,减低热效应;
5.防止电解液对集流体的腐蚀;
6.综合因子进而延长电池使用寿命。
7.涂层厚度:常规单面厚1~3μm。
涂碳铝箔/铜箔的性能优势
1.显著提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如:
·明显降低电芯动态内阻增幅;
·提高电池组的压差一致性;
·延长电池组寿命;
·大幅降低电池组成本。
2.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本。如:
·改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;
·改善纳米级或 亚微米 级的正极材料和集电极的附着力;
·改善 钛酸锂 或其他高容量负极材料和集电极的附着力;
·提高极片制成合格率,降低极片制造成本。
使用涂碳铝箔后极片粘附力由原来10gf提高到60gf(用3M胶带或百格刀法),粘附力显著提高。
3.减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。如:
·部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;
·改善活性物质和集流体之间的电接触;
·减少极化,提高功率性能。
其中C-AL为涂碳铝箔,E-AL为蚀刻铝箔,U-AL为光铝箔
4.保护集流体,延长电池使用寿命。如:
·防止集流极腐蚀、氧化;
·提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;
·可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的 箔材 替代原有的标准箔材。
引用来源
- • 电池内阻的定义_电池内阻组成 - 电子常识 - 电子发烧友网 电子发烧友网 2021-09-05