锂离子电池直流内阻测定及内阻偏大原因是什么？

对于大型电池组应用，如电动车用电源系统来说，由于测试设备等方面的限制，不能或不方便来直接进行交流内阻的测试，一般通过直流内阻来评价电池组的特性。在实际应用中，也多用直流内阻来评价电池的健康度，进行寿命预测，以及进行系统SOC、输出/输入能力等的估计。在生产中，可以用来检测故障电池如微短路等现象。

直流内阻的测试原理是通过对电池或电池组施加较大的电流(充电或放电)，持续较短 时间，在电池内部还没有达到完全极化的情况下，根据施加电流前后电池的电压变化和施加 的电流，计算电池的直流内阻。测试直流内阻必须选择好四个参数:电流(或采用的倍率)、 脉冲时间、荷电状态(SOC)、测试环境温度。这些参数的变化对直流内阻有较大的影响。

直流内阻不仅包括了电池组的欧姆内阻部分(交流内阻部分)，还部分包括了电池组的一些极化电阻。而电池的极化受电流、时间等影响比较大。目前常用的直流内阻测试方法有以 下三个:(1)美国《FreedomCAR 电池测试手册》中的HPPC 测试方法:测试持续时间为10s，施加的放电电流为5C 或更高，充电电流为放电电流的0.75。具体电流的选择根据电 池的特性来制定。(2)日本JEVSD713 2003 的测试方法，原来主要针对Ni/MH 电池，后也应用于锂离子电池，首先建立0~100%SOC 下电池的电流一电压特性曲线，分别以 1C、2C、5C、10C 的电流对设定SOC 下的电池进行交替充电或放电，充电或放电时间分别为10s，计算电池的直流内阻。(3)我国“863”计划电动汽车重大专项《HEV 用高功率锂离子动力蓄电池性能测试规范》中提出的测试方法，测试持续时间为5s，充电测试电流为3C，放电测试电流为9C。测量电池电阻一般采用二线法和四线法（如图二所示），最简单常用的方法是采用二线测量法，电阻等于电压除以电流，然而这种方法会引入导线电阻和接触电阻。因此测量小电阻时，比如电池内阻大多为毫欧级，导线电阻和待测物（DUT）阻值相当，为了保证测量的可靠性和准确性，必须采用四线测量法，四线法也称为开尔文（Kelvin）法，由一对SOUCE导线供应电流，另一对SENSE导线量测电压，电压、电流回路相互独立，如此可消除导线电阻效应，而且可以只量测 DUT 两端的整体压降。配合艾德克斯的四款开尔文测试夹具和调零板（如图三所示），可精确测量电池内阻，具体测试方法如下：

通过IT5101的SOURCE 端子向DUT输入交流信号。在SENSE 端子上测量因DUT的阻抗产生的压降。此时，由于SENSE 端子连接在内部高阻抗电压计上，因此导线电阻和接触电阻R导线、R接触上几乎没有电流流过。因此，可以认为R导线、R接触上几乎没有压降。这样，就消除了导线和接触电阻的电压降。根据同步检波法，IT5101将DUT的阻抗划分为有效电阻和电抗，并且仅显示有效电阻。

二线测量法       开尔文四线测量法

IT5101的注入式交流快速精确测量法

    为了快速测试手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电池，市面上多数测试仪会采用负载脉冲进行测试并观察电压和电流的关系，利用欧姆定律计算出内阻值。最后比较电阻或电压表上的值推算电池的健康状态（SOH）。

    然而负载脉冲法并不适合大容量电池的测试，因此交流电导率测试法适用面更广，后者采用交流电压加在电池两端的直流电压上，类似纹波一样对电池交替充放电。

    目前，市面上手持式电池内阻测试仪多采用了交流电导率测试法，既可以测试可移动式电池，也可以测试固定式电池。然而为了减少成本和方便系统搭建，这些测试仪往往拉载电池脉冲信号测试，而不是注入正弦信号，而脉冲信号通常不是电压控制的，而且容易超过热电池电压*。铅酸蓄电池的热电池电压阈值是每节电池25mV。脉冲信号超过这个电压就像音频放大器的过功率使用，结果会导致噪声和畸变。而且为了节约成本，测试信号往往使用频率低于100Hz的脉冲信号。

    虽然交流电导测试法可以提供精确测量，但必须保证电池是充满电的状态或者测量前只经过了短时放电或搁置。当电池电量较低时，交流电导测试法则较为不可靠，甚至会误判电池的电性能。因此用户常会抱怨测试结果与电池充电状态的相关性。

艾德克斯IT5101的内阻测试采用IEC测试标准，利用1KHz的主动注入正弦小信号的方法，输入并测量AC电压叠加在电池DC电压上的幅值计算电池电阻。无需考虑电池的充电状态，即可精确测量电池内阻，极具性价比，是电池内阻和电压测试的首选仪器。

IT5101测量锂电池电压——推算电池电量（SOC）

锂电池端电压和电池容量存在一定的斜率可供近似推算电池电量。虽然实际上有多种影响电池剩余容量的因素，比如内部化学反应引起的自放电现象、电池的循环充放电历史、温度等等，但手机厂家通常会依据电池的开路电压（OCV）推算电池容量。如图四所示，红色曲线代表了使用了一年半后的电池，与新电池相比，电池容量降低了10%，电池内阻增加了

艾德克斯IT5101电池内阻测试仪可以快速精确测量各种电池的端电压，配合开尔文测试夹，同时采样电池电压、内阻的速度高达125次/秒，分辨率最小10uV，精度高达万分之一。其最大测试电压高达300V，适用于小至纽扣电池、便携式电池，大至高压电池、电池包的电压检测。