Achtergrond

Tijdens het laden en ontladen van accu's wordt de capaciteit beïnvloed door de overspanning veroorzaakt door interne weerstand. Als kritische parameter van de batterij is de interne weerstand het onderzoeken waard voor het analyseren van de degradatie van de batterij. De interne weerstand van een batterij bevat:

• Ohm interne weerstand (R_Ω) –De weerstand van lipjes, elektrolyt, afscheider en andere componenten.
• Laadt de interne weerstand van de transmissie op (R_ct) –De weerstand van ionen die tabs en elektrolyt passeren. Dit vertegenwoordigt de moeilijkheid van de reactie op tabbladen. Normaal gesproken kunnen we de geleidbaarheid verhogen om deze weerstand te verminderen.
• Polarisatieweerstand (R_mt) is de interne weerstand veroorzaakt door een ongelijke dichtheid van lithiumionen ertussenkathodeen anode. De polarisatieweerstand zal hoger zijn in situaties zoals opladen bij lage temperatuurtemperatuurof hoge nominale lading.

Normaal gesproken meten we de ACIR of DCIR. ACIR is de interne weerstand gemeten in wisselstroom van 1 kHz. Deze interne weerstand wordt ook wel Ohm-weerstand genoemd. Detekortvan de gegevens is dat deze de prestaties van een batterij niet direct kunnen weergeven. DCIR wordt gemeten door een geforceerde constante stroom in korte tijd, waarbij de spanning continu verandert. Als de momentane stroom I is, en de verandering van de spanning op die korte termijn isΔＵ, volgens de wet van OhmＲ＝ΔＵ／ＩWe kunnen de DCIR krijgen. DCIR gaat niet alleen over de interne Ohm-weerstand, maar ook over de ladingsoverdrachtsweerstand en de polarisatieweerstand.

Analyse van de normen van China en andere landen

It'Het is altijd een probleem bij het onderzoek naar DCIR van een lithium-ionbatterij. Het'Dat komt vooral omdat de interne weerstand van een lithium-ionbatterij erg klein is, meestal slechts enkele metersΩ. Ondertussen is het als actief onderdeel moeilijk om de interne weerstand rechtstreeks te meten. Bovendien wordt de interne weerstand beïnvloed door de status van de omgeving, zoals de temperatuur en de laadstatus. Hieronder staan ​​normen die hebben vermeld hoe DCIR moet worden getest.

• Internationale standaard:

IEC 61960-3: 2017:Secundaire cellen en batterijen die alkalische of andere niet-zure elektrolyten bevatten – Secundaire lithiumcellen en batterijen voor draagbare toepassingen – Deel 3: Prismatische en cilindrische secundaire lithiumcellen en daaruit vervaardigde batterijen.

CEI 62620:2014:Secundaire cellen en batterijen die alkalische of andere niet-zure elektrolyten bevatten – Secundaire lithiumcellen en batterijen voor gebruik in industriële toepassingen.

• Japan:JIS C 8715-1:2018: Secundaire lithiumcellen en batterijen voor gebruik in industriële toepassingen – Deel 1: Tests en prestatie-eisen
• China heeft geen relevante standaard over DCIR-testen.

Rassen

De testmethoden zijn vergelijkbaarIEC 61960-3:2017,CEI 62620:2014EnJIS C 8715-1:2018. De belangrijkste verschillen zijn als volgt:

1. Testtemperaturen zijn verschillend. IEC 62620:2014 enJIS C 8715-1:2018regelt een 5℃hogere omgevingstemperatuur dan IEC 61960-3:2017. Een lagere temperatuur zorgt voor een hogere viscositeit van de elektrolyt, wat een lagere beweging van ionen veroorzaakt. De chemische reactie zal dus langzamer worden en de Ohm-weerstand en polarisatieweerstand zullen groter worden, wat een trend van DCIR-toename zal veroorzaken.
2. SoC is anders. De SoC vereist inCEI 62620:2014EnJIS C 8715-1:2018is 50％±10％, terwijlIEC 61960-3:2017is 100%. De status van de lading is van grote invloed op DCIR. Normaal gesproken wordt het DCIR-testresultaat lager naarmate de SoC toeneemt. Dit houdt verband met de reactieprocedure. Bij een lage SoC，de ladingsoverdrachtsweerstandR_ct zal hoger zijn; EnR_ct zal afnemen naarmate de SoC toeneemt, dus als DCIR.
3. De ontladingsperiode is anders. IEC 62620:2014 en JIS C 8715-1:2018 vereisen een langere ontladingsperiode danIEC 61960-3:2017. De lange pulsperiode zal een lagere stijgende trend van DCIR veroorzaken en een afwijking van de lineariteit vertonen. De reden is dat het verhogen van de pulstijd een hogere zal veroorzakenR_ct en wordendominant.
4. De ontlaadstromen zijn verschillend. De ontlaadstroom heeft echter niet noodzakelijkerwijs rechtstreeks betrekking op DCIR. De relatie wordt bepaald doordeontwerp.
5. HoewelJIS C 8715-1:2018verwijst naarCEI 62620:2014, ze hebben verschillende definities van batterijen met een hoge rating.CEI 62620:2014definieert dat batterijen met een hoog vermogen niet minder dan 7,0 C stroom kunnen ontladen.WhihiJIS C 8715-1:2018definieert batterijen met een hoog nominaal vermogen: batterijen kunnen ontladen bij een temperatuur van 3,5 °C.

Analyse over testen

Hieronder vindt u het spanning-tijdfunctiediagram van de DCIR-testmaatregel. De curve toont de weerstand van cellen, zodat we de prestaties kunnen evalueren.

• Zoals op de afbeelding te zien is, vertegenwoordigen de rode pijlenR_Ω. De waarde is gerelateerd aan iR-drop. iR-drop betekent de plotselinge verandering van de spanning na de stroomverandering. Normaal gesproken is er sprake van geëlektrificeerde cellen'een spanningsdaling. Daarom kunnen we weten dat deR_Ω van de cel is0,49mΩ.
• De groene pijl vertegenwoordigtR_ct. R_ct EnR_mt enige tijd nodig om te activeren. Normaal gesproken gebeurt dit na een daling van de Ohm-spanning. De waarde vanR_ct kan 1 ms na stroomverandering worden gemeten. De waarde is0,046 mΩ. Normaal gesprokenR_ct zal afnemen met de stijging van de SoC.
• De blauwe pijl vertegenwoordigt de verandering vanR_mt. De spanning blijft dalen vanwege de ongelijkmatige verspreiding van lithium-ionen. De waarde vanR_mt is 0,19 mΩ 

Conclusie

DCIR-test kan de prestaties van batterijen aantonen. Het'Het is ook een kritische parameter voor R&D. Er zijn echter enkele zaken waarmee rekening moet worden gehouden om de nauwkeurigheid van de meting te behouden.

• Er moet rekening worden gehouden met de manier van aansluiting tussen batterijen en laad- en ontlaadapparatuur. De verbindingsweerstand moet zo laag mogelijk zijn (stel niet groter voor dan0,02 mΩ).
• Ook de aansluiting van spannings- en stroomafnamedraden is belangrijk.IHet zou beter zijn om verbinding te maken met dezelfde kant van de tabbladen. Houd er rekening mee dat u de verzameldraden niet op de oplaaddraden van apparatuur aansluit.
• Er moet ook rekening worden gehouden met de nauwkeurigheid van de laad- en ontlaadapparatuur en de responstijd. Er wordt voorgesteld dat de responstijd niet langer is dan 10 ms. Hoe korter de responstijd, hoe nauwkeuriger het resultaat.