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。
电池内阻定义
欧姆内阻主要是指由电极材料、
电解液、隔膜电阻及各部分零件的
接触电阻组成,与电池的尺寸、结构、装配等有关。
电流通过电极时,
电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。
极化电阻是指电池的正极与
负极在进行电化学反应时极化所引起的内阻。
电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化,这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守
欧姆定律,
极化内阻随
电流密度增加而增大,但不是
线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。
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定义它。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能力强,内阻大的电池放电能力弱。
电池的内阻很小,我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合,我们要求电池的内阻
测量精度误差必须控制在正负5%以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。
电池内阻的测量
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,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,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:利用电池等效于一个
有源电阻的特点,给电池一个1KHz,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。
锂离子电池内阻
对锂离子电池而言,电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。 欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的
接触电阻组成。
极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和
浓差极化引起的电阻。
锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大,(在电池正常使用过程中)会产生大量
焦耳热(根据公式:E=I^2RT)引起电池温度升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。
电池内阻大小的精确计算相当复杂,而且在电池使用过程中会不断变化。根据经验表明,锂离子电池的体积越大,内阻越小;反之亦然。
改善电池内阻
用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新,覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒,均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅度降低正/
负极材料和集流之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力,可减少粘结剂的使用量,进而使电池的整体性能产生显著的提升。
1. 降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;
2. 显著提高电池组的一致性,降低电池组成本;
3. 提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本;
4. 减小极化,提高倍率性能,减低热效应;
5. 防止电解液对集流体的腐蚀;
6. 综合因子进而延长电池使用寿命。
7. 涂层厚度:常规单面厚1~3μm。
涂碳铝箔/铜箔的性能优势
1.显著提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如:
· 明显降低电芯动态内阻增幅;
· 提高电池组的压差一致性;
· 延长电池组寿命 ;
· 大幅降低电池组成本。
2.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本。如:
· 改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;
· 改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力;
· 改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力;
· 提高极片制成合格率,降低极片制造成本。
使用涂碳铝箔后极片粘附力由原来10gf提高到60gf(用3M胶带或百格刀法),粘附力显著提高。
3.减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。如:
· 部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;
· 改善活性物质和集流体之间的电接触;
· 减少极化,提高功率性能。
其中C-AL为涂碳铝箔,E-AL为蚀刻铝箔,U-AL为光铝箔
4.保护集流体,延长电池使用寿命。如:
· 防止集流极腐蚀、氧化;
· 提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;
· 可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标准箔材。
其中(1)为光铝箔,(2)为蚀刻铝箔,(3)为涂碳铝箔。
欧姆内阻
欧姆内阻主要是指由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成,与电池的尺寸、结构、装配等有关。