介绍电池内阻知识以及电池内阻测量办法
来源：宝鄂实业
2019-07-20 09:32
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电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。锂电池内阻主要包括两个部分，欧姆内阻和极化内阻在温度恒定的条件下，欧姆电阻基本稳定不变，而极化电阻会随着影响极化水平的因素变动。
欧姆电阻主要由电极材料、电解液、隔膜电阻及集流体、极耳的连接等各部分零件的接触电阻组成，与电池的尺寸、结构、连接方式等有关。锂电池的端电压，指锂电池被连接在回路中处于工作状态时，检测到的电池正负极之间的电压，其数值等于锂电池电势减去欧姆内阻占压后，剩余的电压值。
不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用毫欧的单位来界说它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的大电流放电才调强，内阻大的电池放电才调弱。
在放电电路的原理图上来说，我们能够把电池和内阻拆开考虑，分为一个彻底没有内阻的电源串接上一个阻值很小的电阻。此时假定外接的负载轻，那么分配在这个小电阻上的电压就小，反之假定外接很重的负载，那么分配在这个小电阻上的电压就比较大，就会有一部分功率被消耗在这个内阻上（或许转化为发热，或许是一些凌乱的逆向电化学反应）。一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的，但通过长期运用后，由于电池内部电解液的干燥，以及电池内部化学物质活性的下降，这个内阻会逐步增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，此时电池也就“与世长辞”了。绝大部分老化的电池都是由于内阻过大的原因此构成无运用价值，只好报废。因此我们更应该重视的是电池放出的容量而不是充入的容量。
一、内阻不是一个固定的数值费事的一点是，电池处于不同的电量情况时，它的内阻值不一样；电池处于不同的运用寿数情况下，它的内阻值也不同。从技术的角度启航，我们一般把电池的电阻分为两种情况考虑：充电态内阻和放电态内阻。
1.充电态内阻指电池彻底充满电时的所测量到的电池内阻。2.放电态内阻指电池充沛放电后（放电到规范的截止电压时）所测量到的电池内阻。一般情况下放电态的内阻是不安稳的，测量的作用也比正常值高出许多，而充电态内阻相对比较安稳，测量这个数值具有实践的比较含义。因此在电池的测量过程中，我们都以充电态内阻做为测量的规范。
二、内阻无法用一般的办法进行准确测量或许我们会说，高中物理课上有教用简略公式+电阻箱核算电池内阻的办法……但物理课本上教的用电阻箱核算的算法精度太低，只能用于理论的教育，在实践运用上根柢无法选用。电池的内阻很小，我们一般用微欧或许毫欧的单位来界说它。在一般的测量场合，我们要求电池的内阻测量精度差错有必要控制在正负5％以内。这么小的阻值和这么准确的要求有必要用专用仪器来进行测量。
三、现在作业中运用的电池内阻测量办法作业运用中，电池内阻的准确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说作业中运用的电池内阻测量办法。现在作业中运用的电池内阻测量办法主要有以下两种：
1.直流放电内阻测量法。依据物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，查验设备让电池在短时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的安稳直流电流（现在一般运用40A～80A的大电流），测量此时电池两端的电压，并按公式核算出当时的电池内阻。这种测量办法的准确度较高，控制稳妥的话，测量精度差错能够控制在0.1％以内。
但此法有明显的不足之处：（1）只能测量大容量电池或许蓄电池，小容量电池无法在2～3秒钟内负荷40A～80A的大电流；（2）当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，发生极化内阻。故测量时间有必要很短，不然测出的内阻值差错很大；（3）大电流通过电池对电池内部的电极有必定损伤。
2.交流压降内阻测量法。由于电池实践上等效于一个有源电阻，因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流（现在一般运用1kHz频率、50mA小电流），然后对其电压进行采样，通过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路核算出该电池的内阻值。交流压降内阻测量法的电池测量时间极短，一般在100毫秒左右。这种测量办法的准确度也不错，测量精度差错一般在1％～2％之间。
此法的优缺点：
（1）运用交流压降内阻测量法能够测量几乎一切的电池，包含小容量电池。笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。
（2）交流压降测量法的测量精度很或许会遭到纹波电流的影响，一同还有谐波电流搅扰的或许。这对测量仪器电路中的抗搅扰才调是一个检测。
（3）用此法测量，对电池本身不会有太大的危害。
（4）交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。
3.测验仪器的元件差错及查验用的电池联接线问题。无论是上述哪一种办法，都存在一些很简单被我们忽视的问题，那就是测验仪器本身的元件差错和用于联接电池的查验线缆问题。由于要测量的电池的内阻很小，线路的电阻就要考虑进去了。一条短短的从仪器到电池的联接线本身也存在电阻（大约也是微欧级），还有电池与联接线的接触面也存在接触电阻，这些要素有必要都在仪器的内部事前做好差错调度。所以，正规的电池内阻测验仪一般都配有专用的联接线和电池固定架子。
通过大量的试验得出：蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高，也就是说，当蓄电池不断的老化，容量在不断的降低时，蓄电池的内阻会不断加大。通过这个试验结果，我们可以得出，通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度，可以找出整组中落后的电池，通过跟踪单体电池的内阻变化程度，可以了解蓄电池的老化程度，达到维护蓄电池的目的。 对于VRLA蓄电池来说，如果内部电阻比基准值（平均值）增加20%以上，蓄电池性能则会下降到一个级低的水平。这个值也是IEEE STD建议立即采取纠正措施（放电试验或更换）的标准。IBEX1000则根据这个建议基准将报警值设定为20%。 相应的，VRLA蓄电池容量下降到80%以下时，蓄电池的老化程度就像在图形中的△T一样，该时间是无法预测的，同时容量衰减的速度会越来越块，而内阻值的增加也会越来越快。因此我们建议，及时更换蓄电池，以提高贵公司蓄电池系统的可靠性。 至今为止，实际应用的判别蓄电池健康状态的方法只用IEEE推荐的标准，因此我们建议，当蓄电池的内阻值增加20%以上，应考虑对此单元电池采取纠正或更换措施。
四、总结
许多老化的电池其实内部电量仍是许多，仅仅内阻过大放不出电来，真实迷惘。但电池的内阻一旦增加后，要想人为下降这个内阻值是难上加难。因此关于现已老化的电池，我们即使想出许多办法来“激活”它，比方大电流冲击，小电流浮充，放冰箱等，但大多无济于事，回天乏术。在了解了上述常识之后，我们根柢能够知道，选择电池要尽或许地选择内阻较小的电池。别的很重要的一点，电池久置不必，其内阻也会不断增加。建议我们仍是要常常运用电池来坚持电池内部化学物质的活性。
