Fundo

Durante o carregamento e descarregamento das baterias, a capacidade será influenciada pela sobretensão causada pela resistência interna.Como parâmetro crítico da bateria, vale a pena pesquisar a resistência interna para analisar a degradação da bateria.A resistência interna de uma bateria contém:

• Ohm resistência interna (R_Ω) –A resistência das abas, eletrólito, separador e outros componentes.
• Carrega a resistência interna da transmissão (R_ct) –A resistência dos íons que passam pelas abas e pelo eletrólito.Isso representa a dificuldade de reação das guias.Normalmente podemos aumentar a condutividade para reduzir esta resistência.
• Resistência à polarização (R_mt) é a resistência interna causada pela densidade desigual de íons de lítio entrecátodoe ânodo.A resistência à polarização será maior em situações como carregamento em baixatemperaturaou carga nominal alta.

Normalmente medimos o ACIR ou DCIR.ACIR é a resistência interna medida em corrente CA de 1k Hz.Esta resistência interna também é conhecida como resistência Ohm.Ofaltados dados é que eles não podem mostrar diretamente o desempenho de uma bateria.DCIR é medido por uma corrente constante forçada em um curto espaço de tempo, na qual a tensão muda continuamente.Se a corrente instantânea for I, e a mudança de tensão nesse curto prazo forΔＵ, de acordo com a lei de OhmＲ＝ΔＵ／ＩPodemos obter o DCIR.DCIR não se trata apenas de resistência interna Ohm, mas também de resistência de transferência de carga e resistência de polarização.

Análise sobre padrões da China e de outros países

It'É sempre uma dificuldade na pesquisa do DCIR de uma bateria de íons de lítio.Isto'Isso ocorre principalmente porque a resistência interna de uma bateria de íon de lítio é muito pequena, geralmente apenas alguns mΩ.Enquanto isso, como componente ativo, é difícil medir diretamente a resistência interna.Além disso, a resistência interna é influenciada pelo estado do ambiente, como temperatura e estado das cargas.Abaixo estão os padrões que mencionam como testar o DCIR.

• Padrão internacional:

CEI 61960-3: 2017:Células secundárias e baterias contendo eletrólitos alcalinos ou outros não ácidos – Células secundárias de lítio e baterias para aplicações portáteis – Parte 3: Células secundárias de lítio prismáticas e cilíndricas e baterias feitas a partir delas.

CEI 62620:2014:Células e baterias secundárias contendo eletrólitos alcalinos ou outros não ácidos – Células e baterias secundárias de lítio para uso em aplicações industriais.

• Japão:JIS C 8715-1:2018: Células e baterias secundárias de lítio para uso em aplicações industriais – Parte 1: Testes e requisitos de desempenho
• A China não possui padrões relevantes sobre testes DCIR.

Variedades

Os métodos de teste são semelhantes entreCEI 61960-3:2017,CEI 62620:2014eJIS C 8715-1:2018.As principais distinções são as seguintes:

1. As temperaturas de teste são diferentes.IEC 62620:2014 eJIS C 8715-1:2018regula um 5℃temperatura ambiente superior à IEC 61960-3:2017.A temperatura mais baixa aumentará a viscosidade do eletrólito, o que causará menor movimento de íons.Assim, a reação química será mais lenta e a resistência Ohm e a resistência à polarização se tornarão maiores, o que causará uma tendência de aumento do DCIR.
2. SoC é diferente.O SoC exigido emCEI 62620:2014eJIS C 8715-1:2018é 50％±10％, enquantoCEI 61960-3:2017é 100%.O status da carga é muito influente para o DCIR.Normalmente, o resultado do teste DCIR diminuirá com o aumento do SoC.Isto está relacionado ao procedimento de reação.Em um SoC baixo,a resistência à transferência de cargaR_ct será maior;eR_ct diminuirá com o aumento do SoC, assim como o DCIR.
3. O período de alta é diferente.IEC 62620:2014 e JIS C 8715-1:2018 exigem um período de descarga mais longo do queCEI 61960-3:2017.O longo período de pulso causará uma tendência de menor aumento do DCIR e apresentará um desvio da linearidade.A razão é que o aumento do tempo de pulso causará uma maiorR_ct e se tornardominante.
4. As correntes de descarga são diferentes.No entanto, a corrente de descarga não está necessariamente relacionada diretamente com o DCIR.A relação é determinada poroprojeto.
5. No entantoJIS C 8715-1:2018refere-se aCEI 62620:2014, eles têm definições diferentes para baterias de alta classificação.CEI 62620:2014define que baterias de alta classificação podem descarregar não menos que 7,0C de corrente.WoláJIS C 8715-1:2018define baterias de alta classificação como aquelas que podem descarregar com 3,5C.

Análise em testes

Abaixo está o gráfico da função tensão-tempo da medida de teste DCIR.A curva mostra a resistência das células, para que possamos avaliar o desempenho.

• Como mostrado na imagem, as setas vermelhas representamR_Ω. O valor está relacionado ao iR-drop.Queda iR significa a mudança repentina de tensão após a mudança de corrente.Normalmente, quando uma célula é eletrificada, há'uma queda de tensão.Portanto podemos saber que oR_Ω da célula é0,49mΩ.
• A seta verde representaR_ct. R_ct eR_mt precisa de algum tempo para ativar.Normalmente isso acontece após queda da tensão Ohm.O valor deR_ct pode ser medido 1ms após a mudança de corrente.O valor é0,046mΩ.NormalmenteR_ct diminuirá com o aumento do SoC.
• A seta azul representa a mudança deR_mt. A tensão continua diminuindo devido à distribuição desigual do íon de lítio.O valor deR_mt is 0,19mΩ 

Conclusão

O teste DCIR pode mostrar o desempenho das baterias.Isto'É também um parâmetro crítico para P&D.No entanto, existem algumas questões a serem consideradas para manter a precisão da medição.

• A forma de conexão entre baterias e equipamentos de carga e descarga deve ser considerada.A resistência da conexão deve ser a mais baixa possível (sugiro que não seja maior que0,02mΩ).
• A conexão dos fios de coleta de tensão e corrente também é importante.ISeria melhor conectar no mesmo lado das guias.Deve-se observar que não conecte os fios de coleta aos fios de carga do equipamento.
• A precisão dos equipamentos de carga e descarga e o tempo de resposta também devem ser levados em consideração.O tempo de resposta sugerido não é superior a 10ms.Quanto menor o tempo de resposta, mais preciso será o resultado.