Background

Sa panahon ng pagcha-charge at pagdiskarga ng mga baterya, ang kapasidad ay maaapektuhan ng overvoltage na dulot ng panloob na resistensya. Bilang isang kritikal na parameter ng baterya, ang panloob na resistensya ay nagkakahalaga ng pananaliksik para sa pagsusuri ng pagkasira ng baterya. Ang panloob na resistensya ng isang baterya ay naglalaman ng:

• Ohm panloob na pagtutol (R_Ω) –Ang paglaban mula sa mga tab, electrolyte, separator at iba pang mga bahagi.
• Mga singil sa transmisyon panloob na pagtutol (R_ct) –Ang paglaban ng mga ions na dumadaan sa mga tab at electrolyte. Kinakatawan nito ang kahirapan ng reaksyon ng mga tab. Karaniwan maaari nating taasan ang kondaktibiti upang mabawasan ang paglaban na ito.
• Polarization Resistance (R_mt) ay ang panloob na pagtutol na sanhi ng hindi pantay na density ng mga lithium ions sa pagitankatodat anod. Ang Polarization Resistance ay magiging mas mataas sa mga sitwasyon tulad ng pagsingil sa mababangtemperaturao mataas na rate ng singil.

Karaniwan naming sinusukat ang ACIR o DCIR. Ang ACIR ay ang panloob na paglaban na sinusukat sa 1k Hz AC current. Ang panloob na pagtutol na ito ay kilala rin bilang Ohm resistance. Angkakapusanng data ay hindi nito direktang maipakita ang pagganap ng isang baterya. Ang DCIR ay sinusukat ng isang sapilitang pare-pareho ang kasalukuyang sa isang maikling panahon, kung saan ang boltahe ay patuloy na nagbabago. Kung ang madalian na kasalukuyang ay I, at ang pagbabago ng boltahe sa maikling termino ayΔＵ, ayon sa batas ng OhmＲ＝ΔＵ／ＩMakukuha natin ang DCIR. Ang DCIR ay hindi lamang tungkol sa panloob na pagtutol ng Ohm, kundi pati na rin ang paglaban sa paglipat ng singil at paglaban sa polariseysyon.

Pagsusuri sa mga pamantayan ng Tsina at iba pang mga bansa

It's palaging isang kahirapan sa pananaliksik ng DCIR ng isang lithium-ion na baterya. Ito's higit sa lahat dahil ang panloob na resistensya ng isang lithium-ion na baterya ay napakaliit, kadalasan ay ilang m lamangΩ. Samantala bilang isang aktibong sangkap, mahirap sukatin nang direkta ang panloob na pagtutol. Bukod dito, ang panloob na pagtutol ay naiimpluwensyahan ng katayuan ng kapaligiran, tulad ng temperatura at katayuan ng mga singil. Nasa ibaba ang mga pamantayan na nagbanggit tungkol sa kung paano subukan ang DCIR.

• internasyonal na pamantayan:

IEC 61960-3: 2017:Mga pangalawang cell at baterya na naglalaman ng alkaline o iba pang non-acid electrolytes - Pangalawang mga cell ng lithium at baterya para sa mga portable na aplikasyon - Bahagi 3: Prismatic at cylindrical lithium pangalawang mga cell at mga baterya na ginawa mula sa kanila.

IEC 62620:2014:Mga pangalawang cell at baterya na naglalaman ng alkaline o iba pang non-acid electrolytes – Mga pangalawang lithium cell at baterya para gamitin sa mga pang-industriya na aplikasyon.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Pangalawang mga cell ng lithium at baterya para sa paggamit sa mga pang-industriya na aplikasyon - Bahagi 1: Mga pagsubok at kinakailangan ng pagganap
• Ang Tsina ay walang kaugnay na pamantayan tungkol sa pagsubok ng DCIR.

Mga uri

Ang mga pamamaraan ng pagsubok ay magkatulad saIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014atJIS C 8715-1:2018. Ang mga pangunahing pagkakaiba ay ang mga sumusunod:

1. Iba-iba ang mga temperatura ng pagsubok. IEC 62620:2014 atJIS C 8715-1:2018kinokontrol ang isang 5℃mas mataas sa ambient temperature kaysa sa IEC 61960-3:2017. Ang mas mababang temperatura ay gagawing mas mataas ang lagkit ng electrolyte, na magiging sanhi ng mas mababang paggalaw ng mga ion. Kaya ang reaksyon ng kemikal ay magiging mas mabagal, at ang resistensya ng Ohm at paglaban sa polariseysyon ay magiging mas malaki, na magiging sanhi ng isang trend ng pagtaas ng DCIR.
2. Iba ang SoC. Kinakailangan ang SoC saIEC 62620:2014atJIS C 8715-1:2018ay 50％±10％, habangIEC 61960-3:2017ay 100%. Ang katayuan ng pagsingil ay lubhang maimpluwensyahan sa DCIR. Karaniwang bababa ang resulta ng pagsubok ng DCIR sa pagtaas ng SoC. Ito ay nauugnay sa pamamaraan ng reaksyon. Sa mababang SoC,ang paglaban sa paglipat ng singilR_ct magiging mas mataas; atR_ct ay bababa sa pagtaas ng SoC, kaya bilang DCIR.
3. Iba ang panahon ng paglabas. Ang IEC 62620:2014 at JIS C 8715-1:2018 ay nangangailangan ng mas mahabang panahon ng paglabas kaysaIEC 61960-3:2017. Ang mahabang panahon ng pulso ay magdudulot ng mas mababang pagtaas ng trend ng DCIR, at magpapakita ng paglihis mula sa linearity. Ang dahilan ay ang pagtaas ng oras ng pulso ay magdudulot ng mas mataasR_ct at magingnangingibabaw.
4. Iba-iba ang discharge currents. Gayunpaman ang kasalukuyang naglalabas ay hindi kinakailangang direktang nauugnay sa DCIR. Ang kaugnayan ay tinutukoy ngangdisenyo.
5. Kahit naJIS C 8715-1:2018tumutukoy saIEC 62620:2014, mayroon silang iba't ibang mga kahulugan sa mga bateryang may mataas na marka.IEC 62620:2014tumutukoy na ang mga bateryang may mataas na marka ay maaaring maglabas ng hindi bababa sa 7.0C ng kasalukuyang.WhileJIS C 8715-1:2018tumutukoy sa mga high-rated na baterya ay ang mga maaaring mag-discharge na may 3.5C.

Pagsusuri sa Pagsusulit

Nasa ibaba ang tsart ng pag-andar ng boltahe-oras ng panukalang pagsubok ng DCIR. Ipinapakita ng curve ang paglaban ng mga cell, upang masuri natin ang pagganap.

• Tulad ng ipinapakita sa larawan, ang mga pulang arrow ay kumakatawanR_Ω. Ang halaga ay nauugnay sa iR-drop. Ang ibig sabihin ng iR-drop ay ang biglaang pagbabago ng boltahe pagkatapos ng kasalukuyang pagbabago. Karaniwan kapag ang isang cell ay nakuryente, doon'sa pagbaba ng boltahe. Kaya naman malalaman natin na angR_Ω ng cell ay0.49mΩ.
• Ang berdeng arrow ay kumakatawanR_ct. R_ct atR_mt kailangan ng ilang oras para ma-activate. Karaniwan itong nangyayari pagkatapos ng pagbaba ng Ohm Voltage. Ang halaga ngR_ct maaaring masukat ng 1ms pagkatapos ng kasalukuyang pagbabago. Ang halaga ay0.046mΩ. KaraniwanR_ct ay bababa sa pagtaas ng SoC.
• Ang asul na arrow ay kumakatawan sa pagbabago ngR_mt. Ang boltahe ay patuloy na bumababa dahil sa hindi pantay na pagkalat ng lithium-ion. Ang halaga ngR_mt is 0.19mΩ 

Konklusyon

Maaaring ipakita ng pagsubok ng DCIR ang pagganap ng mga baterya. Ito's isa ring kritikal na parameter para sa R&D. Gayunpaman mayroong ilang mga isyu na dapat isaalang-alang upang mapanatili ang katumpakan ng pagsukat.

• Ang paraan ng koneksyon sa pagitan ng mga baterya at charge at discharge equipment ay dapat isaalang-alang. Ang paglaban ng koneksyon ay dapat na mas mababa hangga't maaari (iminumungkahi na hindi mas malaki kaysa sa0.02mΩ).
• Ang koneksyon ng boltahe at kasalukuyang mga wire ng koleksyon ay mahalaga din.It ay mas mahusay na kumonekta sa parehong bahagi ng mga tab. Dapat pansinin na huwag ikonekta ang mga wire ng koleksyon sa mga wire ng singilin ng kagamitan.
• Dapat ding isaalang-alang ang katumpakan ng kagamitan sa pag-charge at paglabas at ang oras ng pagtugon. Ang oras ng pagtugon ay iminumungkahi na hindi hihigit sa 10ms. Kung mas maikli ang oras ng pagtugon, mas tumpak ang resulta.