電池內(nèi)阻是指電池在工作時(shí)，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。它是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，影響電池的放電效率、熱管理以及整體性能。電池內(nèi)阻較小通常意味著電池具有較好的大電流放電能力，而較大的內(nèi)阻則可能導(dǎo)致電池放電工作電壓降低、放電時(shí)間縮短，從而影響電池的性能和壽命。

電池內(nèi)阻的構(gòu)成

電池內(nèi)阻主要由以下幾個(gè)部分組成：

1.歐姆內(nèi)阻 ：

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。

遵守歐姆定律，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。

2.極化內(nèi)阻 ：

由電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。

電化學(xué)極化是電解液中電化學(xué)反應(yīng)的速度無法達(dá)到電子的移動(dòng)速度造成的。

濃差極化是鋰離子嵌入脫出正負(fù)極材料并在材料中移動(dòng)的速度小于鋰離子向電極集結(jié)的速度造成的。

3.界面阻抗 ：

Li離子通過SEI膜所受到的阻力。

4.電荷轉(zhuǎn)移阻抗 ：

體現(xiàn)為界面對(duì)離子的吸附能力加上電荷轉(zhuǎn)移使離子在界面上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的能力。

5.擴(kuò)散阻抗 ：

Li離子在活性物質(zhì)和電解液中擴(kuò)散受到的阻力。

影響電池內(nèi)阻的因素

1.材料特性 ：

不同的電極材料和電解液具有不同的電導(dǎo)率，影響歐姆內(nèi)阻。

2.電池結(jié)構(gòu) ：

電池的設(shè)計(jì)，如極耳數(shù)量、形狀和布局，以及隔膜的厚度和孔隙率，都會(huì)影響內(nèi)阻。

3.制造工藝 ：

電池的制造工藝，包括壓實(shí)密度、焊接、鉚接點(diǎn)的質(zhì)量，都會(huì)對(duì)內(nèi)阻產(chǎn)生影響。

4.溫度 ：

電池內(nèi)阻隨溫度變化，通常溫度升高內(nèi)阻減小，因?yàn)殡娊庖旱碾妼?dǎo)率隨溫度增加而提高。

5.充放電行為 ：

電池在充放電過程中，由于活性物質(zhì)的組成和電解液濃度的變化，內(nèi)阻也會(huì)隨之變化。

電池內(nèi)阻的測(cè)量方法

1.直流內(nèi)阻 ：

使用特定倍率電流充放電一定時(shí)間，記錄充放電前后的電池電壓，通過公式計(jì)算內(nèi)阻。

2.交流內(nèi)阻 ：

給電池施加一個(gè)固定頻率和電流，然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣，計(jì)算出電池的內(nèi)阻值。

3.電化學(xué)阻抗譜 ：

對(duì)電池系統(tǒng)施加小振幅的正弦波電壓信號(hào)，分析激勵(lì)電壓與響應(yīng)電流的比值變化，得到電池的阻抗譜。

結(jié)論

電池內(nèi)阻是影響電池性能的關(guān)鍵因素之一，它由電池的多種內(nèi)部電阻組成，包括歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻、界面阻抗、電荷轉(zhuǎn)移阻抗和擴(kuò)散阻抗。電池內(nèi)阻受到材料特性、電池結(jié)構(gòu)、制造工藝、溫度和充放電行為等多種因素的影響。準(zhǔn)確測(cè)量和管理電池內(nèi)阻對(duì)于提高電池的性能、安全性和壽命至關(guān)重要。