一、鋰電池內(nèi)阻基本概念及定義:
1、基本概念:
鋰電池的內(nèi)阻是指電池內(nèi)部對(duì)電流的阻礙作用。內(nèi)阻的主要來(lái)源是電池內(nèi)部的電解液、正負(fù)極材料以及隔膜等組件的電阻和極化效應(yīng)。內(nèi)阻的大小對(duì)電池的工作狀態(tài)有直接影響。較小的內(nèi)阻可以使電池在工作時(shí)輸出更穩(wěn)定的電壓和電流,從而提升電池的整體性能。反之,較大的內(nèi)阻會(huì)導(dǎo)致電池在放電過(guò)程中產(chǎn)生更多的熱量,降低電池的效率和使用壽命。
2、鋰電池內(nèi)阻的分類:
鋰電池的內(nèi)阻可以分為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。
(1)歐姆內(nèi)阻:歐姆內(nèi)阻主要由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)和連接方式等因素有關(guān)。歐姆內(nèi)阻反映了電池內(nèi)部的固有電阻,它在電池充電和放電過(guò)程中始終存在。
(2)極化內(nèi)阻:極化內(nèi)阻是在加載電流的瞬間出現(xiàn)的電阻,是電池內(nèi)部各種因素對(duì)帶電離子傳輸?shù)淖璧K作用的總和。極化內(nèi)阻可以進(jìn)一步分為電化學(xué)極化和濃差極化。電化學(xué)極化是由于電極表面的化學(xué)反應(yīng)速率有限導(dǎo)致的,而濃差極化則是由于電解液中離子濃度的差異引起的。
(3)內(nèi)阻的計(jì)算:內(nèi)阻的精確計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜,且在電池使用過(guò)程中會(huì)不斷變化,通常是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算內(nèi)阻的大小。通常鋰電池的體積越大,其內(nèi)阻越小,這是因?yàn)檩^大的電池體積可以提供更寬敞的離子傳輸通道,減小了離子傳輸?shù)淖枇Αd囯姵貎?nèi)阻是電池性能的重要指標(biāo)之一,它受到多種因素的影響。
二、鋰電池內(nèi)阻對(duì)電池性能的影響:
1、鋰電池放電:
在放電性能方面,鋰電池內(nèi)阻越大在放電過(guò)程中損失的電壓就越多,導(dǎo)致輸出電壓降低。另外,較大的內(nèi)阻還會(huì)限制輸出電流的大小,鋰電內(nèi)阻的大小直接影響電池的放電能力。在需要高功率輸出的場(chǎng)景下,如電動(dòng)汽車加速或電子設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行時(shí),內(nèi)阻較大的鋰電池可能無(wú)法滿足需求,導(dǎo)致性能下降。
2、鋰電池充電:
在充電性能方面,內(nèi)阻同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)內(nèi)阻較大時(shí),充電電流會(huì)受到限制,導(dǎo)致充電速度變慢。這不僅延長(zhǎng)了充電時(shí)間,還可能影響電池的充電效率。特別是在快充技術(shù)的廣泛應(yīng)用下,降低內(nèi)阻成為提高充電性能的關(guān)鍵。
3、內(nèi)阻還會(huì)影響鋰電池的自放電率:
自放電是指電池在不與外部電路連接的情況下,由于內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的電量損失。內(nèi)阻越大,自放電率越高,在電池不使用時(shí)也會(huì)造成電量快速流失。
4、內(nèi)阻對(duì)鋰電池的溫度特性影響:
鋰電池在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,而內(nèi)阻越大,產(chǎn)生的熱量就越多。這不僅可能導(dǎo)致電池溫度升高,影響電池的穩(wěn)定性和安全性。
5、內(nèi)阻對(duì)鋰電池的循環(huán)壽命也有著不可忽視的影響:
循環(huán)壽命是指電池在充放電循環(huán)過(guò)程中的耐用程度。內(nèi)阻越大,電池在循環(huán)過(guò)程中受到的損耗就越大,導(dǎo)致電池性能逐漸下降,最終影響電池的使用壽命。
三、鋰電池的內(nèi)阻內(nèi)標(biāo)準(zhǔn):
1、目前常見的,性能較為優(yōu)異的 18650 鋰離子電池的內(nèi)阻大約為 12 毫歐,而普通的內(nèi)阻則在 13-15 毫歐左右。阻抗對(duì)電池性能有影響,通常情況下,50 毫歐是正常的,50-100 毫歐時(shí)電池性能開始下降,100 毫歐以上需要并聯(lián)使用,超過(guò) 200 毫歐基本無(wú)法使用。
2、鋰離子電池規(guī)格表應(yīng)表明的內(nèi)容:
鋰電池的規(guī)格表包含了許多關(guān)鍵參數(shù),以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的鋰離子電池規(guī)格表示例:
(1)型號(hào):例如,ICR18650(圓柱形),或ICP103450(方形):圓柱形鋰電池型號(hào):如ICR18650,其中“ICR”表示圓柱形鋰電池,“18”表示直徑為18mm,“650”表示高度為65 mm。
方形鋰電池型號(hào):如ICP103450,其中“ICP”可能表示某種特定類型的方形鋰電池,“10”表示厚度約為10mm,“34”表示寬度約為34mm,“50”表示高度約為50mm。電壓:?jiǎn)误w鋰電標(biāo)稱電壓:3.7V(三元鋰電池單體標(biāo)稱電壓3.6V,磷酸鐵鋰電池單體標(biāo)稱電壓3.2V)
(2)工作電壓范圍:對(duì)于單體鋰電池,通常是2.5V-4.2V(三元鋰電池為2.5V-4.2V,磷酸鐵鋰電池為2.0V-3.65V)。對(duì)于電池組,電壓則根據(jù)串?dāng)?shù)相應(yīng)增加。
(3)容量:通常以安培時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)表示。例如,10Ah、15Ah、120mAh、160mAh等。容量決定了電池的能量存儲(chǔ)大小,也通常與電池的尺寸和重量相關(guān)。
(4)電池類型:例如,鋰離子電池、鋰聚合物電池等。不同類型的電池具有不同的特性和設(shè)計(jì)要求。
(5)重量:鋰電池的重量因型號(hào)、容量和類型而異。例如,一般鋰電池電池組重量在16-30公斤,而單個(gè)鋰電池的重量可能在2.5-3.0公斤之間。
(6)內(nèi)阻:包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻主要由電極材料、電解液、隔膜電阻及集流體、極耳的接觸電阻組成。極化內(nèi)阻則與電池的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程相關(guān)。
(7)其他參數(shù):還包括充放電倍率、充電截止電壓、放電截止電壓、工作溫度范圍、存儲(chǔ)條件等;這僅是一個(gè)簡(jiǎn)化的規(guī)格表示例,實(shí)際產(chǎn)品規(guī)格表可能包含更多詳細(xì)信息和參數(shù)。如果您需要具體的規(guī)格表,請(qǐng)參考您所購(gòu)買的鋰電池的說(shuō)明書或聯(lián)系制造商獲取。