鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:7600次 | 2021年07月12日
電池阻抗是什么?
在電池的充放電過程中,電池阻抗是制約其性能的重要因素之一,阻抗不僅額外消耗電池的能量,而且會將消耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?,對系統(tǒng)溫度造成影響。對于PACK行業(yè)人員而言,了解電池阻抗特性,掌握其異常的表現(xiàn)規(guī)律,有助于分析、解決電池包電性能測試的多種異常,提升工藝素養(yǎng)。
電池阻抗是指電流在通過電池時受到的阻力,它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻以及外部接觸阻抗。
(1)歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān),其阻值的大小與充放電狀態(tài)無關(guān),亦幾乎不受SOC狀態(tài)的影響,僅隨著溫度的升高而降低。
(2)極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)時由極化引起的電阻,僅發(fā)生在電池的充/放電過程中,包括電化學(xué)極化和濃差極化引起的電阻。其中[1],電化學(xué)極化是由于電極的電化學(xué)速率反應(yīng)遲緩造成的,電化學(xué)反應(yīng)過程中某一步電荷轉(zhuǎn)移速率達(dá)不到對外放電速率時表現(xiàn)的阻抗,此時電池就要分配一定的電壓用于滿足其轉(zhuǎn)移速率的活化能;而濃差極化是由于反應(yīng)物消耗引起電極表面得不到及時補(bǔ)充導(dǎo)致的(或是某種產(chǎn)物在電極表面積累,不能及時疏散)。研究表明[2],極化內(nèi)阻的大小受到SOC狀態(tài)的影響。如圖1所示,當(dāng)電池的SOC接近空電與滿電狀態(tài)時,其極化內(nèi)阻較大,而SOC處于20%~80%時,其極化內(nèi)阻相對較小,而且這種現(xiàn)象會隨著電池循環(huán)次數(shù)的增多而逐漸加劇,這是因?yàn)榻?jīng)過多次循環(huán)后,鋰離子電池的電極活性物質(zhì)與電解液界面逐漸退化,導(dǎo)致電化學(xué)的阻抗增加。
(3)接觸阻抗是指電池在使用中,正負(fù)極與外接電路間的接觸不良導(dǎo)致的阻抗。接觸阻抗主要發(fā)生在PACK過程中,例如焊接不良、串聯(lián)螺栓扭矩不緊等異常都會導(dǎo)致較大的接觸阻抗,且隨著時間的推移會逐漸出現(xiàn)扭力衰減問題,一般要求過電流的地方接觸越緊密越好(不同型號螺栓存在扭力標(biāo)準(zhǔn)范圍,過大可能導(dǎo)致螺栓損壞)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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