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.