چگونه می توان مقاومت داخلی باتری های لیتیوم را برای بهبود عملکرد باتری کاهش داد

 

1. مفاهیم اساسی و تعاریف مقاومت داخلی باتری لیتیوم:

1. مفاهیم اساسی:

مقاومت داخلی باتری لیتیوم به مقاومت در برابر جریان داخل باتری اشاره دارد. منابع اصلی مقاومت داخلی ، مقاومت و اثرات قطبی شدن اجزای مانند الکترولیت ، مواد الکترود مثبت و منفی و دیافراگم در داخل باتری است. اندازه مقاومت داخلی تأثیر مستقیمی بر وضعیت کار باتری دارد. مقاومت داخلی کوچکتر می تواند باتری را قادر به تولید ولتاژ و جریان با ثبات تر در حین کار کند و در نتیجه عملکرد کلی باتری را بهبود بخشد. برعکس ، مقاومت داخلی بزرگتر باعث می شود باتری در هنگام تخلیه گرمای بیشتری ایجاد کند و باعث کاهش کارایی و عمر خدمت باتری شود.

 

2. طبقه بندی مقاومت داخلی باتری لیتیوم:

مقاومت داخلی یک باتری لیتیوم را می توان به مقاومت داخلی اهمی و مقاومت داخلی قطبش تقسیم کرد.

 

(1) مقاومت داخلی اهمی: مقاومت داخلی اهمی عمدتاً از مواد الکترود ، الکترولیتها ، مقاومت دیافراگم و مقاومت در برابر تماس با قطعات مختلف تشکیل شده است و مربوط به عواملی مانند اندازه ، ساختار و روش اتصال باتری است. مقاومت داخلی اهمی نشان دهنده مقاومت ذاتی در داخل باتری است ، که همیشه در طی فرآیند شارژ و تخلیه باتری وجود دارد.

 

(2) مقاومت داخلی قطبش: قطبش مقاومت داخلی مقاومت است که در لحظه بارگذاری جریان ظاهر می شود. این مجموع موانع انتقال یون های بارگذاری شده ناشی از عوامل مختلف در داخل باتری است. قطبش مقاومت داخلی را می توان بیشتر به قطبش الکتروشیمیایی و قطبش غلظت تقسیم کرد. قطبش الکتروشیمیایی با سرعت محدود واکنشهای شیمیایی روی سطح الکترود ایجاد می شود ، در حالی که قطبش غلظت ناشی از تفاوت غلظت یون در الکترولیت است.

 

(3) محاسبه مقاومت داخلی:محاسبه دقیق مقاومت داخلی کاملاً پیچیده است و در طول استفاده از باتری همچنان به تغییر خود ادامه می دهد. اندازه مقاومت داخلی معمولاً از طریق آزمایش یا تجربه تخمین زده می شود. به طور کلی ، هرچه حجم باتری لیتیوم بزرگتر باشد ، مقاومت داخلی آن کوچکتر خواهد بود. این امر به این دلیل است که حجم باتری بزرگتر می تواند یک کانال انتقال وسیع تر یون را فراهم کند و مقاومت در برابر انتقال یون را کاهش می دهد. مقاومت داخلی باتری لیتیوم یکی از شاخص های مهم عملکرد باتری است و تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار دارد.

 

2. تأثیر مقاومت داخلی باتری لیتیوم بر عملکرد باتری:
1. تخلیه باتری لیتیوم:
از نظر عملکرد تخلیه ، هرچه مقاومت داخلی باتری لیتیوم بزرگتر باشد ، ولتاژ بیشتری در طی فرآیند تخلیه از بین می رود و در نتیجه ولتاژ خروجی کمتری به همراه خواهد داشت. علاوه بر این ، مقاومت داخلی بزرگتر نیز اندازه جریان خروجی را محدود می کند. اندازه مقاومت داخلی باتری لیتیوم به طور مستقیم بر ظرفیت تخلیه باتری تأثیر می گذارد. در سناریوهایی که در آن به خروجی قدرت بالا نیاز است ، مانند شتاب وسیله نقلیه الکتریکی یا عملکرد زیاد تجهیزات الکترونیکی ، باتری های لیتیوم با مقاومت داخلی بزرگ ممکن است نتوانند تقاضا را برآورده کنند و در نتیجه باعث تخریب عملکرد شود.

 

2. شارژ باتری های لیتیوم:
از نظر عملکرد شارژ ، مقاومت داخلی نیز نقش اساسی دارد. هنگامی که مقاومت داخلی زیاد باشد ، جریان شارژ محدود خواهد شد و در نتیجه سرعت شارژ کندتر خواهد بود. این نه تنها زمان شارژ را طولانی می کند ، بلکه ممکن است بر بازده شارژ باتری نیز تأثیر بگذارد. به خصوص با استفاده گسترده از فناوری شارژ سریع ، کاهش مقاومت داخلی به کلید در بهبود عملکرد شارژ تبدیل شده است.

 

3. مقاومت داخلی نیز بر میزان خود تخفیف باتری های لیتیوم تأثیر می گذارد:
خود تخفیف به از دست دادن قدرت به دلیل واکنشهای شیمیایی داخلی در هنگام اتصال باتری به مدار خارجی اشاره دارد. هرچه مقاومت داخلی بزرگتر باشد ، میزان تخلیه خود بیشتر می شود ، که در صورت عدم استفاده باتری باعث از بین رفتن سریع انرژی نیز می شود.

 

4. تأثیر مقاومت داخلی بر خصوصیات دما باتری های لیتیوم:
باتری های لیتیوم هنگام کار گرما تولید می کنند و هرچه مقاومت داخلی بزرگتر باشد ، گرمای بیشتری ایجاد می شود. این ممکن است نه تنها باعث افزایش دمای باتری شود بلکه بر پایداری و ایمنی باتری نیز تأثیر می گذارد.

 

5. مقاومت داخلی همچنین تأثیر مهمی در چرخه عمر باتری های لیتیوم دارد:
عمر چرخه به دوام باتری در طول چرخه بار و تخلیه اشاره دارد. هرچه مقاومت داخلی بیشتر باشد ، از بین رفتن باتری در طول چرخه بیشتر می شود و در نتیجه کاهش تدریجی عملکرد باتری ایجاد می شود که در نهایت بر عمر باتری تأثیر می گذارد.

 

3. استانداردهای مقاومت داخلی باتری های لیتیوم:

1. مقاومت داخلی باتری لیتیوم یون در حال حاضر متداول و نسبتاً عالی 18650 در حدود 12 میلی متر است ، در حالی که مقاومت داخلی معمولی در حدود {4} milliohms است. امپدانس بر عملکرد باتری تأثیر می گذارد. در شرایط عادی ، 50 میلی متر طبیعی است و عملکرد باتری در {6}} milliohms کاهش می یابد. بیش از 100 میلیویه باید به صورت موازی مورد استفاده قرار گیرند و بیش از 200 میلی متر اساساً غیرقابل استفاده هستند.

 

2. محتواهایی که باید در جدول مشخصات باتری لیتیوم یون نشان داده شود:
جدول مشخصات باتری لیتیوم شامل پارامترهای کلیدی زیادی است. در زیر نمونه ای ساده از جدول مشخصات باتری لیتیوم یون است:
(1) مدل:به عنوان مثال ، ICR18650 (استوانه ای) یا ICP103450 (مربع): مدل باتری لیتیوم استوانه ای: مانند ICR18650 ، جایی که "ICR" یک باتری لیتیوم استوانه ای را نشان می دهد ، 18 "نشانگر قطر 18 میلی متر و" 650 "نشان دهنده ارتفاع 65 میلی متر است.

مدل باتری لیتیوم مربع: مانند ICP103450 ، که در آن "ICP" ممکن است نوع خاصی از باتری لیتیوم مربع را نشان دهد ، "10" ضخامت تقریبی 10 میلی متر را نشان می دهد ، "34" عرض تقریباً 34 میلی متر را نشان می دهد ، و "50" نشان دهنده ارتفاع تقریبی 50 میلی متر است. ولتاژ: ولتاژ اسمی باتری لیتیوم تک: 3.7 ولت (ولتاژ اسمی باتری لیتیوم تک: 3.6 ولت ، ولتاژ اسمی باتری فسفات آهن لیتیوم تک: 3.2 ولت)

(2) دامنه ولتاژ عملیاتی: برای یک باتری لیتیوم ، معمولاً 2.5 ولت {2}} 2 ولت (2.5V -4. 2 ولت برای باتری لیتیوم سه گانه ، 2. برای باتری بسته ، ولتاژ مطابق با تعداد رشته ها افزایش می یابد.

(3) ظرفیت:معمولاً در ساعت آمپر (AH) یا میلی متر ساعت (MAH) بیان می شود. به عنوان مثال ، 10AH ، 15AH ، 120mAh ، 160mAh و غیره. ظرفیت میزان انرژی ذخیره شده در باتری را تعیین می کند و معمولاً مربوط به اندازه و وزن باتری است.

(4) نوع باتری:به عنوان مثال ، باتری لیتیوم یون ، باتری لیتیوم پلیمر و غیره. انواع مختلف باتری ها از ویژگی های مختلف و نیازهای طراحی برخوردار هستند.

(5) وزن: وزن باتری های لیتیوم بسته به مدل ، ظرفیت و نوع متفاوت است. به عنوان مثال ، یک بسته باتری لیتیوم معمولی وزن {0}}} kg دارد ، در حالی که یک باتری لیتیوم منفرد ممکن است بین 2 وزن داشته باشد.

(6) مقاومت داخلی:شامل مقاومت داخلی اهمی و مقاومت داخلی قطبش است. مقاومت داخلی اهمی عمدتاً از مواد الکترود ، الکترولیت ، مقاومت دیافراگم و مقاومت در برابر تماس جمع کننده جریان و زبانه تشکیل شده است. قطبش مقاومت داخلی مربوط به فرآیند واکنش الکتروشیمیایی باتری است.

(7) پارامترهای دیگر:همچنین شامل شارژ و میزان تخلیه ، ولتاژ برش شارژ ، ولتاژ قطع تخلیه ، دامنه دمای کار ، شرایط ذخیره سازی و غیره. این فقط یک نمونه برگه مشخصات ساده است و برگه مشخصات محصول واقعی ممکن است حاوی اطلاعات و پارامترهای دقیق تر باشد. اگر به یک برگه مشخصات خاص نیاز دارید ، لطفاً به دفترچه راهنمای باتری لیتیوم که خریداری کرده اید مراجعه کنید یا برای به دست آوردن آن با سازنده تماس بگیرید.