Pozadina

Tijekom punjenja i pražnjenja baterija, kapacitet će biti pod utjecajem prenapona uzrokovanog unutarnjim otporom. Kao kritični parametar baterije, unutarnji otpor vrijedi istražiti za analizu degradacije baterije. Unutarnji otpor baterije sadrži:

• Ohm unutarnji otpor (R_Ω) –Otpor od jezičaka, elektrolita, separatora i drugih komponenti.
• Unutarnji otpor prijenosa naboja (R_ct) –Otpor iona koji prolaze kroz ploče i elektrolit. Ovo predstavlja poteškoću reakcije jezičaka. Obično možemo povećati vodljivost kako bismo smanjili ovaj otpor.
• Polarizacijski otpor (R_mt) je unutarnji otpor uzrokovan nejednakom gustoćom litijevih iona izmeđukatodai anoda. Polarizacijski otpor bit će veći u situacijama kao što je punjenje pri niskoj razinitemperaturaili visoko ocijenjeno punjenje.

Obično mjerimo ACIR ili DCIR. ACIR je unutarnji otpor izmjeren u izmjeničnoj struji od 1kHz. Ovaj unutarnji otpor je također poznat kao Ohmov otpor. Thenedostatakpodataka je da ne može izravno pokazati performanse baterije. DCIR se mjeri forsiranom konstantnom strujom u kratkom vremenu, u kojem se napon kontinuirano mijenja. Ako je trenutna struja I, a promjena napona u tom kratkom roku jeΔＵ, prema Ohmovom zakonuＲ＝ΔＵ／ＩMožemo dobiti DCIR. DCIR nije samo unutarnji otpor Ohma, već i otpor prijenosa naboja i polarizacijski otpor.

Analiza standarda Kine i drugih zemalja

It'Uvijek predstavlja poteškoću u istraživanju DCIR-a litij-ionske baterije. To'uglavnom zato što je unutarnji otpor litij-ionske baterije vrlo mali, obično samo nekoliko mΩ. U međuvremenu, kao aktivne komponente, teško je izravno izmjeriti unutarnji otpor. Osim toga, na unutarnji otpor utječe status okoline, poput temperature i statusa napunjenosti. Ispod su standardi koji spominju kako testirati DCIR.

• Međunarodni standard:

IEC 61960-3: 2017:Sekundarne ćelije i baterije koje sadrže alkalne ili druge nekisele elektrolite – Sekundarne litijeve ćelije i baterije za prijenosne primjene – Dio 3: Prizmatične i cilindrične litijeve sekundarne ćelije i baterije izrađene od njih.

IEC 62620:2014:Sekundarne ćelije i baterije koje sadrže alkalne ili druge nekisele elektrolite - Sekundarne litijeve ćelije i baterije za upotrebu u industriji.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Sekundarne litijeve ćelije i baterije za upotrebu u industrijskim primjenama – 1. dio: Ispitivanja i zahtjevi za rad
• Kina nema relevantan standard o DCIR testiranju.

Sorte

Metode testiranja su sličneIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014iJIS C 8715-1:2018. Glavne razlike su sljedeće:

1. Temperature ispitivanja su različite. IEC 62620:2014 iJIS C 8715-1:2018regulira 5℃viša od temperature okoline od IEC 61960-3:2017. Niža temperatura će povećati viskoznost elektrolita, što će uzrokovati manje kretanje iona. Tako će se kemijska reakcija usporiti, a Ohmski otpor i polarizacijski otpor postat će veći, što će uzrokovati trend povećanja DCIR-a.
2. SoC je drugačiji. SoC potreban uIEC 62620:2014iJIS C 8715-1:2018je 50％±10％, dokIEC 61960-3:2017je 100%. Status naplate je vrlo utjecajan na DCIR. Obično će rezultat DCIR testiranja biti niži s povećanjem SoC-a. To je povezano s postupkom reakcije. U niskom SoC-u，otpor prijenosu nabojaR_ct bit će veći; iR_ct smanjit će se s povećanjem SoC-a, kao i DCIR.
3. Razdoblje pražnjenja je različito. IEC 62620:2014 i JIS C 8715-1:2018 zahtijevaju duže razdoblje pražnjenja odIEC 61960-3:2017. Dugo razdoblje impulsa uzrokovat će niži trend povećanja DCIR-a i predstavljati odstupanje od linearnosti. Razlog je taj što će povećanje vremena pulsa uzrokovati većiR_ct i postatidominantan.
4. Struje pražnjenja su različite. Međutim, struja pražnjenja ne mora se izravno odnositi na DCIR. Odnos je određenthedizajn.
5. IpakJIS C 8715-1:2018odnosi se naIEC 62620:2014, imaju različite definicije na baterijama visoke ocjene.IEC 62620:2014definira da baterije visokog nazivnog kapaciteta mogu isprazniti ne manje od 7,0C struje.WhileJIS C 8715-1:2018definira visoke nazivne baterije koje se mogu prazniti na 3,5C.

Analiza na testiranju

Ispod je dijagram funkcije napona i vremena mjerenja DCIR ispitivanja. Krivulja pokazuje otpor ćelija, tako da možemo procijeniti učinak.

• Kao što je prikazano na slici, crvene strelice predstavljajuR_Ω. Vrijednost se odnosi na iR-pad. iR-pad označava naglu promjenu napona nakon promjene struje. Obično kada je ćelija naelektrizirana, postoji'sa padom napona. Stoga možemo znati da jeR_Ω ćelije je0,49 mΩ.
• Zelena strelica predstavljaR_ct. R_ct iR_mt treba malo vremena da se aktivira. Obično se to događa nakon pada ohmskog napona. VrijednostR_ct može se mjeriti 1ms nakon promjene struje. Vrijednost je0,046 mΩ. NormalnoR_ct smanjit će se s porastom SoC-a.
• Plava strelica predstavlja promjenuR_mt. Napon se stalno smanjuje zbog neravnomjernog širenja litij-iona. VrijednostR_mt is 0,19 mΩ 

Zaključak

DCIR test može pokazati performanse baterija. To'također je kritičan parametar za istraživanje i razvoj. Međutim, postoje neka pitanja koja treba razmotriti kako bi se održala točnost mjerenja.

• Treba razmotriti način povezivanja između baterija i opreme za punjenje i pražnjenje. Otpor veze treba biti što je moguće niži (preporučuje se ne veći od0,02 mΩ).
• Važan je i spoj žica za prikupljanje napona i struje.IBilo bi bolje povezati se s iste strane kartica. Treba primijetiti da ne spajate žice za prikupljanje na žice za punjenje opreme.
• Također treba uzeti u obzir točnost opreme za punjenje i pražnjenje i vrijeme odziva. Predlaže se da vrijeme odziva nije dulje od 10 ms. Što je kraće vrijeme odziva, točniji je rezultat.