磷酸鐵鋰電池內阻構成以及測量辦法解析

磷酸鐵鋰電池內阻構成

電阻是磷酸鐵鋰電池在工作時，電流流過電池內部受到的阻力。通常，磷酸鐵鋰電池內阻分為歐姆內阻和極化內阻。歐姆內阻由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成。極化內阻是指電化學反應時由極化引起的電阻，包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。

歐姆電阻緊要由電極材料、電解液、隔膜電阻及集流體、極耳的連接等各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結構、連接方式等有關。

極化電阻，加載電流的瞬間才出現的電阻，是電池內部各種妨礙帶電離子抵達目的地的趨勢總和。極化電阻可以分為電化學極化和濃差極化兩部分。

電化學極化是電解液中電化學反應的速度無法達到電子的移動速度造成的；濃差極化，是鋰離子嵌入脫出正負極材料并在材料中移動的速度小于鋰離子向電極集結的速度造成的。

鋰電池內阻測量辦法

1.直流內阻測量辦法

使用電流源，給磷酸鐵鋰電池施加一個短時脈沖，測量其端電壓與開路電壓的差。用這個差值除以探測電流即認為是電池的直流內阻。鋰電池極化內阻會受到加載電流大小的影響，為了盡量避開這個因素，直流測量內阻辦法的通電時間比較短，并且加載電流比較大。

理論上，測量電流越小，越不會引起極化反應，減少極化電阻的干擾。但由于磷酸鐵鋰電池內阻本身很小，都是毫歐量級，電流過小，電壓測試儀器受限于測量精度，無法排除測量誤差對結果的干擾。因此，人們權衡儀器精度和極化內阻的影響，找到一個平衡二者關系的測量電流值。

關于一般電池單體來說，測量電流一般在5C-10C左右，很大。隨著電芯容量的增大，或者多個電芯并聯，其內阻是減小的，因此，倘若沒有儀器精度的提高，測量電流是很難降下來的。

2.交流內阻測量辦法

給磷酸鐵鋰電池加載一個幅值較小的交流輸入作為激勵，監測其端電壓的應和情況。使用特定程序對數據進行分解，得出電池的交流內阻。分解得到的阻值，只與電池本身特性有關，與采用的激勵信號大小無關。

由于電池電容特性的存在，激勵信號的頻率不同，其測量得到的阻值也不同。

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