A resistência interna da bateria é um dos parâmetros característicos mais importantes da bateria, que é um parâmetro importante para caracterizar a vida útil da bateria e o estado operacional da bateria, e um símbolo importante para medir a dificuldade de transmissão de elétrons e íons no eletrodo. A resistência interna também reflete a saúde da bateria. A resistência interna da bateria é muito pequena quando sai da fábrica, mas após carga e descarga prolongada, devido à perda do eletrólito dentro da bateria e à redução da atividade das substâncias químicas dentro da bateria, o interno a resistência aumentará gradualmente, o eletrólito irá desnaturar gradualmente em múltiplas cargas e descargas, e a resistência interna aumentará até que a resistência interna seja grande o suficiente para que a eletricidade dentro da bateria não possa ser liberada normalmente, e a bateria envelhecerá. A capacidade relativa da bateria também diminui.
A resistência interna das baterias de íon de lítio não é um valor fixo e está relacionada ao estado de funcionamento das
baterias de íon de lítio , incluindo as duas partes da resistência interna ôhmica e da resistência interna de polarização
1) Resistência interna ôhmica
A resistência interna ôhmica é a resistência inerente das baterias de íon-lítio, ou seja, resistência interna DC, que pode ser considerada fixa em um determinado estado do SOC. É composto principalmente pelo material do eletrodo, pela resistência do eletrólito, pelo diafragma e pela resistência interna de outras partes do material. Este diagrama mostra o processo de descarga de uma bateria de íons de lítio em um estado SOC específico. Quando a bateria de íon de lítio começa a descarregar, a resistência interna ôhmica mostrará uma queda de tensão instantânea ΔU1 em ambas as extremidades da bateria de íon de lítio. Esta queda de tensão dura pouco tempo (menos de 2ms). Portanto, são necessários mais testes da resistência interna dinâmica das baterias de íons de lítio. Tempo de resposta curto. Após um curto período de tempo, a polarização da bateria de iões de lítio terá efeito. A queda de tensão em ambas as extremidades da bateria de íons de lítio é causada principalmente pela resistência interna da polarização. Durante o processo de carregamento, a resistência interna ôhmica também faz com que a tensão instantânea em ambas as extremidades da bateria de íons de lítio aumente. Após a mudança, a resistência interna da polarização desempenha um papel.
2) Resistência interna à polarização
A queda de tensão da bateria de íons de lítio é causada pela resistência ôhmica por um curto período após a descarga, e a queda de tensão subsequente é causada principalmente pela polarização. Devido à reação química interna da bateria de íons de lítio, o uso da polarização e a mudança no estado SOC da bateria farão com que a tensão de saída da bateria caia, mas essa mudança é lenta, o que é diferente da queda instantânea em a tensão em ambas as extremidades da bateria causada pela resistência interna ôhmica. A resistência interna neste momento é causada pela concentração de íons na reação química da bateria de íons de lítio, que é chamada de resistência interna polarizada. A resistência interna varia com a reação e sua magnitude está relacionada ao tempo de detecção e à intensidade da corrente. A tensão continua a cair lentamente dentro de 10-20s durante o processo de descarga, e a tensão continua a aumentar lentamente após o processo de carregamento de 20s ser causada pela resistência interna da polarização.
Fatores que afetam a resistência interna
A resistência interna AC e DC das baterias de íon-lítio tem uma relação inversa significativa com a temperatura, ou seja, a resistência interna aumentará quando a temperatura cair, e apresenta uma característica não linear típica. Em aplicações práticas, as baterias de íons de lítio devem ser evitadas de carregar e descarregar em baixas temperaturas, especialmente o carregamento em baixas temperaturas tem um grande impacto no desempenho da bateria.
A resistência interna DC das baterias de íons de lítio sob diferentes estados SOC mostra uma tendência de aumentar a profundidade de descarga e aumentar a resistência interna DC. Pode-se observar na figura que a resistência interna CA das baterias de íons de lítio em diferentes estados SOC é muito próxima, e pode-se considerar que a resistência interna CA da bateria de íons de lítio não muda com a mudança do SOC. A resistência interna CA das baterias de íons de lítio sob diferentes estados SOC basicamente não muda, portanto, no processo de aplicação, apenas o valor da resistência interna CC sob diferentes estados SOC pode ser estudado.
Características de resistência interna das baterias de lítio
Com o uso de baterias de lítio, o desempenho da bateria continua a diminuir, principalmente devido à diminuição da capacidade, aumento da resistência interna e diminuição da potência. A mudança na resistência interna da bateria é afetada por diversas condições de uso, como temperatura e profundidade de descarga. A resistência interna é um dos índices importantes para avaliar o desempenho da bateria de lítio. Para grandes aplicações de baterias de lítio, como sistemas de energia para veículos elétricos, não é possível ou conveniente testar diretamente a resistência interna CA devido às limitações do equipamento de teste. Normalmente, as características da bateria são avaliadas pela resistência interna DC. Em aplicações práticas, os resistores internos CC também são usados para avaliar a integridade da bateria, prever a vida útil e avaliar o SOC do sistema, capacidades de saída/entrada, etc.
