电池充电态内阻与放电态内阻之间的区别是什么?
.什么是充电态内阻与放电态内阻有何不同?
充电态内阻指电池100%充满电时的内阻;放电态内阻指电池充分放电后的内阻。
一般说来,放电态内阻不太稳定,且偏大,充电态内阻较小,阻值也较为稳定。在电池的使用过程中,只有充电态内阻具有实际意义,在电池使用的后期,由于电解液的枯竭以及内部化学物质活性的降低,电池内阻会有不同程度的升高。
锂电池的内阻是指锂电池在工作时,电流流过锂电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电锂电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值. 交流内阻测试方法为:利用锂电池等效于一个有源电阻的特点,给锂电池一个1000HZ,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值.
锂电池在充电态和放电态时的内阻是一致的,但是锂电池内阻和电池的电压和温度有关系,电压越高内阻越低(在可使用状态),温度越高内阻越低(在可使用状态),但是这种差别不会超过5%。从材料角度分析:充电状态:锂离子从正极脱出嵌入到负极,正极剩余过渡金属氧化物,阻抗增大。放电状态:正极是锂的氧化物,有可导电锂离子负极为导电的石墨,阻抗较小。
目前行业中应用的电池内阻测量方法
行业应用中,电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说行业中应用的电池内阻测量方法。目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两种:
1.直流放电内阻测量法
根据物理公式R=U/I,测试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恒定直流电流(目前一般使用40A~80A的大电流),测量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。
这种测量方法的精确度较高,控制得当的话,测量精度误差可以控制在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者蓄电池,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,产生极化内阻。故测量时间必须很短,否则测出的内阻值误差很大;
(3)大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。
2.交流压降内阻测量法
因为电池实际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(目前一般使用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压进行采样,经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计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。
这种测量方法的精确度也不错,测量精度误差一般在1%~2%之间。
此法的优缺点:
(1)使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池,包括小容量电池。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可能会受到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。
(3)用此法测量,对电池本身不会有太大的损害。
(4)交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。