Фон

По време на зареждането и разреждането на батериите капацитетът ще се влияе от пренапрежението, причинено от вътрешното съпротивление. Като критичен параметър на батерията, вътрешното съпротивление си струва да бъде проучено за анализиране на разграждането на батерията. Вътрешното съпротивление на батерията съдържа:

• Ом вътрешно съпротивление (R_Ω) –Съпротивлението от разделители, електролит, сепаратор и други компоненти.
• Зарежда вътрешното съпротивление на трансмисията (R_ct) –Съпротивлението на йони, преминаващи през разделители и електролит. Това представлява трудността на реакцията на разделите. Обикновено можем да увеличим проводимостта, за да намалим това съпротивление.
• Поляризиращо съпротивление (R_mt) е вътрешното съпротивление, причинено от неравномерната плътност на литиевите йони междукатоди анод. Поляризиращото съпротивление ще бъде по-високо в ситуации като зареждане при ниско нивотемператураили висок номинален заряд.

Обикновено измерваме ACIR или DCIR. ACIR е вътрешното съпротивление, измерено в 1kHz AC ток. Това вътрешно съпротивление е известно също като съпротивление на Ом. Theнедостигот данните е, че не може директно да покаже производителността на батерията. DCIR се измерва чрез принудителен постоянен ток за кратко време, в който напрежението непрекъснато се променя. Ако моментният ток е I, а промяната на напрежението за този кратък период еΔＵ, според закона на ОмＲ＝ΔＵ／ＩМожем да вземем DCIR. DCIR не е само вътрешно съпротивление в ома, но и съпротивление при пренос на заряд и поляризационно съпротивление.

Анализ на стандартите на Китай и други страни

It'винаги е трудност при изследването на DCIR на литиево-йонна батерия. то'главно защото вътрешното съпротивление на литиево-йонната батерия е много малко, обикновено само няколко mΩ. Междувременно като активен компонент е трудно да се измери директно вътрешното съпротивление. Освен това вътрешното съпротивление се влияе от състоянието на околната среда, като температура и състояние на зареждане. По-долу са стандартите, които споменават как да тествате DCIR.

• Международен стандарт:

IEC 61960-3: 2017:Вторични клетки и батерии, съдържащи алкални или други некиселинни електролити - Вторични литиеви клетки и батерии за преносими приложения - Част 3: Призматични и цилиндрични литиеви вторични клетки и батерии, направени от тях.

IEC 62620:2014:Вторични клетки и батерии, съдържащи алкални или други некиселинни електролити - Вторични литиеви клетки и батерии за използване в промишлени приложения.

• Япония:JIS C 8715-1:2018: Вторични литиеви клетки и батерии за използване в промишлени приложения - Част 1: Тестове и изисквания за ефективност
• Китай няма подходящ стандарт за DCIR тестване.

Разновидности

Методите за тестване са подобниIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014иJIS C 8715-1:2018. Основните разграничения са както следва:

1. Температурите за изпитване са различни. IEC 62620:2014 иJIS C 8715-1:2018регулира 5℃по-висока от температурата на околната среда от IEC 61960-3:2017. По-ниската температура ще доведе до по-висок вискозитет на електролита, което ще доведе до по-слабо движение на йони. По този начин химическата реакция ще се забави и съпротивлението на Ом и поляризационното съпротивление ще станат по-големи, което ще доведе до тенденция на увеличаване на DCIR.
2. SoC е различен. SoC, необходим вIEC 62620:2014иJIS C 8715-1:2018е 50％±10％, докатоIEC 61960-3:2017е 100%. Състоянието на таксата е много влиятелно за DCIR. Обикновено резултатът от тестването на DCIR ще намалее с увеличаване на SoC. Това е свързано с процедурата на реакцията. В нисък SoC，съпротивление на пренос на зарядR_ct ще бъде по-висока; иR_ct ще намалее с увеличаване на SoC, както и DCIR.
3. Периодът на разтоварване е различен. IEC 62620:2014 и JIS C 8715-1:2018 изискват по-дълъг период на разреждане отIEC 61960-3:2017. Дългият импулсен период ще причини по-ниска нарастваща тенденция на DCIR и ще представи отклонение от линейността. Причината е, че увеличаването на времето на импулса ще доведе до по-високоR_ct и станетедоминантен.
4. Разрядните токове са различни. Въпреки това, разрядният ток не е непременно пряко свързан с DCIR. Отношението се определя отнадизайн.
5. Въпреки товаJIS C 8715-1:2018се отнася доIEC 62620:2014, те имат различни определения за батерии с висок рейтинг.IEC 62620:2014определя, че батериите с висок рейтинг могат да разреждат не по-малко от 7,0C ток.WхилеJIS C 8715-1:2018определя батериите с висок рейтинг, които могат да се разреждат при 3,5C.

Анализ върху тестването

По-долу е диаграмата на функцията напрежение-време на DCIR тестовата мярка. Кривата показва съпротивлението на клетките, така че да можем да оценим ефективността.

• Както е показано на снимката, червените стрелки представляватR_Ω. Стойността е свързана с iR-drop. iR-drop означава внезапната промяна на напрежението след промяната на тока. Обикновено, когато една клетка е електрифицирана, има'sa спад на напрежението. Следователно можем да знаем, чеR_Ω на клетката е0,49mΩ.
• Зелената стрелка представляваR_ct. R_ct иR_mt трябва известно време за активиране. Обикновено това се случва след падане на омово напрежение. Стойността наR_ct може да се измери 1ms след промяна на тока. Стойността е0,046mΩ. НормалноR_ct ще намалее с повишаването на SoC.
• Синята стрелка представлява промяната наR_mt. Напрежението продължава да намалява поради неравномерното разпространение на литиево-йонните. Стойността наR_mt is 0,19mΩ 

Заключение

DCIR тестът може да покаже производителността на батериите. то'също е критичен параметър за R&D. Има обаче някои проблеми, които трябва да се вземат предвид, за да се запази точността на измерването.

• Трябва да се вземе предвид начинът на свързване между батериите и оборудването за зареждане и разреждане. Съпротивлението на връзката трябва да бъде възможно най-ниско (препоръчва се не по-голямо от0,02mΩ).
• Свързването на проводниците за събиране на напрежение и ток също е важно.Iби било по-добре да се свържете от една и съща страна на разделите. Трябва да се отбележи, че не свързвайте събирателните кабели към кабелите за зареждане на оборудването.
• Точността на оборудването за зареждане и разреждане и времето за реакция също трябва да се вземат под внимание. Времето за реакция се препоръчва не повече от 10 ms. Колкото по-кратко е времето за реакция, толкова по-точен е резултатът.