پس زمینه

در طول شارژ و دشارژ باتری ها، ظرفیت تحت تاثیر ولتاژ اضافی ناشی از مقاومت داخلی قرار می گیرد. به عنوان یک پارامتر حیاتی باتری، مقاومت داخلی برای تجزیه و تحلیل تخریب باتری ارزش تحقیق دارد. مقاومت داخلی باتری شامل:

• مقاومت داخلی اهم (R_Ω) –مقاومت در برابر زبانه ها، الکترولیت، جداکننده و سایر اجزا.
• مقاومت داخلی انتقال شارژ (R_ct) –مقاومت یون ها در عبور از زبانه ها و الکترولیت. این نشان دهنده دشواری واکنش زبانه ها است. به طور معمول می توانیم رسانایی را برای کاهش این مقاومت افزایش دهیم.
• مقاومت قطبش (R_mt) مقاومت داخلی ناشی از چگالی ناهموار یون های لیتیوم بین استکاتدو آند مقاومت پلاریزاسیون در شرایطی مانند شارژ در حالت کم بیشتر خواهد بوددمایا شارژ با امتیاز بالا

به طور معمول ما ACIR یا DCIR را اندازه گیری می کنیم. ACIR مقاومت داخلی است که در جریان AC 1 کیلوهرتز اندازه گیری می شود. این مقاومت داخلی به مقاومت اهم نیز معروف است. اینکمبوداز داده ها این است که نمی تواند به طور مستقیم عملکرد یک باتری را نشان دهد. DCIR توسط یک جریان ثابت اجباری در زمان کوتاهی اندازه گیری می شود که در آن ولتاژ به طور مداوم تغییر می کند. اگر جریان لحظه ای I باشد و تغییر ولتاژ در آن کوتاه مدت باشدΔＵ، طبق قانون اهمＲ＝ΔＵ／Ｉما می توانیم DCIR را دریافت کنیم. DCIR فقط در مورد مقاومت داخلی اهم نیست، بلکه مقاومت انتقال بار و مقاومت قطبش را نیز شامل می شود.

تجزیه و تحلیل استانداردهای چین و سایر کشورها

It'تحقیق در مورد DCIR باتری لیتیوم یونی همیشه یک مشکل است. آن را'عمدتاً به این دلیل که مقاومت داخلی یک باتری لیتیوم یونی بسیار کوچک است، معمولاً فقط چند مترΩ. در همین حال، به عنوان یک جزء فعال، اندازه گیری مستقیم مقاومت داخلی دشوار است. علاوه بر این، مقاومت داخلی تحت تأثیر وضعیت محیط مانند دما و وضعیت بارها قرار دارد. در زیر استانداردهایی در مورد نحوه آزمایش DCIR ذکر شده است.

• استاندارد بین المللی:

IEC 61960-3: 2017:سلول‌ها و باتری‌های ثانویه حاوی الکترولیت‌های قلیایی یا غیر اسیدی - سلول‌های لیتیوم ثانویه و باتری‌های قابل حمل - قسمت 3: سلول‌های ثانویه لیتیومی منشوری و استوانه‌ای و باتری‌های ساخته شده از آنها.

IEC 62620:2014:سلول‌ها و باتری‌های ثانویه حاوی الکترولیت‌های قلیایی یا غیر اسیدی - سلول‌ها و باتری‌های لیتیوم ثانویه برای استفاده در کاربردهای صنعتی.

• ژاپن:JIS C 8715-1:2018: سلول‌ها و باتری‌های لیتیوم ثانویه برای استفاده در کاربردهای صنعتی - بخش 1: آزمایش‌ها و الزامات عملکرد
• چین استاندارد مربوطه در مورد آزمایش DCIR ندارد.

انواع

روش های تست در بین آنها مشابه استIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014وJIS C 8715-1:2018. تمایزات اصلی به شرح زیر است:

1. دمای تست متفاوت است. IEC 62620:2014 وJIS C 8715-1:20185 را تنظیم می کند℃بالاتر از دمای محیط نسبت به IEC 61960-3:2017. دمای پایین تر باعث افزایش ویسکوزیته الکترولیت می شود که باعث حرکت کمتر یون ها می شود. بنابراین واکنش شیمیایی کندتر می شود و مقاومت اهم و مقاومت قطبش بزرگتر می شود که باعث افزایش روند DCIR می شود.
2. SoC متفاوت است. SoC مورد نیاز درIEC 62620:2014وJIS C 8715-1:201850 است±10％، در حالی کهIEC 61960-3:2017100 درصد است. وضعیت شارژ بر DCIR بسیار تأثیرگذار است. معمولاً با افزایش SoC نتیجه آزمایش DCIR کمتر می شود. این به روند واکنش مربوط می شود. در SoC پایین،مقاومت انتقال بارR_ct بالاتر خواهد بود؛ وR_ct با افزایش SoC کاهش می یابد، بنابراین به عنوان DCIR.
3. دوره تخلیه متفاوت است. IEC 62620:2014 و JIS C 8715-1:2018 به دوره تخلیه طولانی تری ازIEC 61960-3:2017. دوره پالس طولانی باعث کاهش روند افزایشی DCIR می شود و انحراف از خطی بودن را نشان می دهد. دلیل آن این است که افزایش زمان پالس باعث افزایش زمان می شودR_ct و تبدیل شودغالب.
4. جریان های تخلیه متفاوت است. با این حال، جریان تخلیه لزوما مستقیماً به DCIR مربوط نمی شود. رابطه توسطراطراحی
5. هر چندJIS C 8715-1:2018اشاره داردIEC 62620:2014، آنها تعاریف مختلفی در مورد باتری های با رتبه بالا دارند.IEC 62620:2014تعریف می کند که باتری های با رتبه بالا نمی توانند کمتر از 7.0C جریان تخلیه کنند.WتپهJIS C 8715-1:2018تعریف می کند باتری های با رتبه بالا آن هایی هستند که می توانند با 3.5 درجه سانتیگراد تخلیه شوند.

تجزیه و تحلیل در تست

در زیر نمودار تابع ولتاژ-زمان اندازه گیری آزمایش DCIR آمده است. منحنی مقاومت سلول ها را نشان می دهد تا بتوانیم عملکرد را ارزیابی کنیم.

• همانطور که در تصویر نشان داده شده است، فلش های قرمز نشان می دهدR_Ω. مقدار مربوط به iR-drop است. iR-drop به معنای تغییر ناگهانی ولتاژ پس از تغییر جریان است. به طور معمول هنگامی که یک سلول الکتریکی است، وجود دارد'sa افت ولتاژ بنابراین ما می توانیم بدانیم کهR_Ω از سلول است0.49mΩ.
• فلش سبز نشان دهنده استR_ct. R_ct وR_mt برای فعال کردن نیاز به زمان دارد معمولاً پس از افت ولتاژ اهم اتفاق می افتد. ارزش ازR_ct 1 میلی ثانیه پس از تغییر جریان قابل اندازه گیری است. ارزش است0.046mΩ. به طور معمولR_ct با افزایش SoC کاهش خواهد یافت.
• فلش آبی نشان دهنده تغییر استR_mt. ولتاژ به دلیل پخش نابرابر لیتیوم یون همچنان کاهش می یابد. ارزش ازR_mt is 0.19mΩ 

نتیجه گیری

تست DCIR می تواند عملکرد باتری ها را نشان دهد. آن را'همچنین یک پارامتر حیاتی برای تحقیق و توسعه است. با این حال، برای حفظ دقت اندازه گیری، مواردی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.

• نحوه اتصال باتری ها و تجهیزات شارژ و دشارژ باید در نظر گرفته شود. مقاومت اتصال باید تا حد امکان کم باشد (پیشنهاد کنید بزرگتر از0.02mΩ).
• اتصال سیم های جمع آوری ولتاژ و جریان نیز مهم است.Iبهتر است که در همان سمت زبانه ها وصل شوید. لازم به ذکر است که سیم های جمع آوری را به سیم های شارژ تجهیزات وصل نکنید.
• دقت تجهیزات شارژ و دشارژ و زمان پاسخگویی نیز باید در نظر گرفته شود. زمان پاسخگویی بیش از 10 میلی ثانیه پیشنهاد نمی شود. هر چه زمان پاسخ کوتاه تر باشد، نتیجه دقیق تر است.