أولاً تعريف المقاومة الداخلية ودورها

(1) تعريف المقاومة الداخلية

تشير المقاومة الداخلية إلى المقاومة التي يواجهها التيار المار داخل بطارية الليثيوم أثناء التفريغ أو الشحن. يتم تحديده من خلال موصلية المادة الموجودة داخل البطارية، ومعدل نقل الأيونات للكهارل، ومقاومة التلامس بين القطب والكهارل، والعديد من العوامل الأخرى. يؤثر حجم المقاومة الداخلية بشكل مباشر على أداء بطارية الليثيوم، بما في ذلك طاقة الخرج وعمر الدورة وخصائص درجة الحرارة وما إلى ذلك.

(2) دور المقاومة الداخلية في بطاريات الليثيوم

1. المقاومة الداخلية هي أحد العوامل المحددة لقدرة الخرج لبطاريات الليثيوم. عندما تكون المقاومة الداخلية للبطارية كبيرة، فإن التيار الذي يمر عبر البطارية سوف ينتج عنه انخفاض كبير في الجهد، مما يؤدي إلى انخفاض في طاقة خرج البطارية.

2. المقاومة الداخلية سوف تنتج التفريغ الذاتي للبطارية. ونظرًا لوجود مقاومة داخل البطارية، سيكون للبطارية أيضًا تدفق تيار معين عندما لا تعمل، مما يؤدي إلى التفريغ الذاتي للبطارية.

3. تؤثر المقاومة الداخلية على خصائص درجة حرارة البطارية. البطاريات ذات المقاومة الداخلية الكبيرة ستولد المزيد من الحرارة أثناء التفريغ أو الشحن، مما سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية، مما يؤثر بشكل أكبر على أداء البطارية.

ثانيًا، تقييم خصائص البطارية من خلال المقاومة الداخلية للتيار المستمر

. في التطبيقات العملية، غالبًا ما تُستخدم المقاومة الداخلية للتيار المستمر لتقييم صحة بطاريات الليثيوم، والتنبؤ بالعمر، ولتقدير SOC (حالة الشحن) وSOP (حالة الطاقة) للبطارية. البطارية. من خلال قياس المقاومة الداخلية للتيار المستمر للبطارية، يمكن الحصول على معلومات حول حالة البطارية، مما يوفر أساسًا لإدارة البطارية والتحكم فيها، ومواصلة تحسين كفاءة وعمر البطارية، على النحو التالي: 1. التقييم الصحي:

صحة

البطارية تشير بطارية الليثيوم إلى درجة تدهور البطارية أثناء الاستخدام، والتي يتم تقييمها عادةً من خلال معدل تسوس السعة ومعدل زيادة المقاومة الداخلية. يمكن أن يعكس تغيير المقاومة الداخلية للتيار المستمر التغيرات الفيزيائية والكيميائية داخل البطارية، لذلك يمكن استخدامه لتقييم صحة البطارية. عندما تنخفض صحة البطارية، تميل مقاومتها الداخلية إلى الزيادة.

2. التنبؤ بالحياة:

تعد زيادة المقاومة الداخلية للبطارية مظهرًا مهمًا لشيخوخة البطارية. من خلال مراقبة المقاومة الداخلية للبطارية، يمكن التنبؤ بعمر البطارية. عندما تزيد المقاومة الداخلية للتيار المستمر إلى حد معين، فهذا يشير إلى أن عمر البطارية يقترب من العمر التصميمي أو تجاوزه، ويجب استبداله أو إصلاحه.

3. تقدير SOC للنظام:

يشير SOC للبطارية إلى الحالة الحالية لشحن البطارية، أي نسبة الطاقة المتاحة المتبقية في البطارية إلى إجمالي الطاقة. هناك علاقة معينة بين المقاومة الداخلية للتيار المستمر وSOC للبطارية. يمكن تقدير SOC للبطارية عن طريق قياس المقاومة الداخلية للبطارية. وفقًا لنموذج علاقة حالة الشحن والمقاومة الداخلية الحالي، يمكن حساب SOC للبطارية عن طريق قياس المقاومة الداخلية للتيار المستمر للبطارية.

4. تقدير SOP للنظام:

يشير SOP للبطارية إلى حالة الطاقة الحالية للبطارية، أي الحد الأقصى للطاقة التي يمكن أن توفرها البطارية. هناك أيضًا علاقة بين المقاومة الداخلية للتيار المستمر وSOP للبطارية. يمكن تقدير SOP للبطارية عن طريق قياس المقاومة الداخلية للبطارية. وفقًا لنموذج العلاقة بين حالة المقاومة والطاقة الداخلية الحالي، يمكن حساب SOP للبطارية عن طريق قياس المقاومة الداخلية للتيار المستمر للبطارية.

تلعب المقاومة الداخلية للتيار المستمر دورًا مهمًا في التقييم الصحي والتنبؤ بالحياة وتقدير SOC وSOP لبطارية الليثيوم.

ثلاثة ، طريقة قياس المقاومة الداخلية

تنقسم طرق قياس المقاومة الداخلية بشكل أساسي إلى قياس ثابت وقياس ديناميكي.

1. طريقة القياس الثابت

طريقة القياس الثابت هي حساب المقاومة الداخلية للبطارية عن طريق قياس الفرق بين جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة. الخطوات المحددة هي كما يلي:

(1) ضع البطارية لفترة من الوقت بحيث يميل التفاعل الكهروكيميائي داخلها إلى التوازن.

(2) قياس جهد الدائرة المفتوحة للبطارية.

(3) قم بتوصيل الحمل بين الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية لقياس تيار الدائرة القصيرة.

(4) حسب قانون أوم، احسب المقاومة الداخلية للبطارية.

2. طريقة القياس الديناميكي طريقة القياس الديناميكي هي قياس المقاومة الداخلية للبطارية عن طريق تطبيق إشارة كهربائية تيار متردد. الخطوات المحددة هي كما يلي:

(1) قم بتوصيل إشارة كهربائية تيار متردد بين الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية.

(2) قياس إشارات التيار والجهد للبطارية.

(3) احسب المقاومة الداخلية للبطارية وفقًا لفرق الطور ونسبة السعة لإشارات التيار والجهد.

أربعة العوامل المؤثرة على المقاومة الداخلية

يتأثر حجم المقاومة الداخلية بعدة عوامل أهمها الجوانب التالية:

1. موصلية مادة البطارية تحدد موصلية مادة البطارية المعدل الذي ينتقل به التيار داخل البطارية. . كلما زادت موصلية المادة الموجودة داخل البطارية، انخفضت المقاومة الداخلية.

2. معدل نقل الأيونات للكهارل يؤثر معدل نقل الأيونات للكهارل بشكل مباشر على المقاومة الداخلية للبطارية. كلما زاد معدل نقل الأيونات في المنحل بالكهرباء، انخفضت المقاومة الداخلية.

3. مقاومة التلامس بين القطب الكهربائي والكهارل تعد مقاومة التلامس بين القطب الكهربائي والكهارل أيضًا عاملاً مهمًا يؤثر على المقاومة الداخلية. كلما كانت مقاومة الاتصال أصغر، انخفضت المقاومة الداخلية.

4. التصميم الهيكلي للبطارية سيكون للتصميم الهيكلي للبطارية أيضًا تأثير معين على المقاومة الداخلية. على سبيل المثال، كلما زادت مساحة القطب الكهربائي للبطارية، انخفضت المقاومة الداخلية.

5. درجة الحرارة درجة الحرارة لها أيضًا تأثير كبير على المقاومة الداخلية. بشكل عام، كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت المقاومة الداخلية.

خامسا، طرق تقليل المقاومة الداخلية

من أجل تحسين أداء بطاريات الليثيوم، يجب اتخاذ بعض التدابير لتقليل المقاومة الداخلية. فيما يلي بعض الطرق الشائعة:

1. تحسين مادة البطارية عن طريق تغيير تكوين مادة البطارية وبنيتها، وتحسين موصلية مادة البطارية، وبالتالي تقليل المقاومة الداخلية.

2. تحسين المنحل بالكهرباء لتغيير تكوين وتركيز المنحل بالكهرباء، وتحسين معدل انتقال الأيونات في المنحل بالكهرباء، وبالتالي تقليل المقاومة الداخلية.

3. تحسين الاتصال بين القطب والكهارل عن طريق تغيير وضع الاتصال بين القطب والكهارل، وتقليل مقاومة التلامس بين القطب والكهارل، وبالتالي تقليل المقاومة الداخلية.

4. تحسين التصميم الهيكلي للبطارية من خلال تغيير التصميم الهيكلي للبطارية، قم بزيادة مساحة القطب، وبالتالي تقليل المقاومة الداخلية.

5. التحكم في درجة الحرارة التحكم بشكل صحيح في درجة حرارة تشغيل البطارية لتجنب ارتفاع درجة الحرارة وتقليل المقاومة الداخلية.

ستة. خاتمة

المقاومة الداخلية هي مؤشر مهم في تقييم أداء بطارية الليثيوم، والتي تؤثر بشكل مباشر على طاقة الخرج وعمر الدورة وخصائص درجة الحرارة للبطارية. من خلال طرق القياس المعقولة وتدابير التحسين، يمكن تقليل المقاومة الداخلية للبطارية ويمكن تحسين أداء بطارية الليثيوم. مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا، يُعتقد أن المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم ستنخفض بشكل أكبر، مما يوفر دعمًا أفضل لتطوير تطبيقات بطاريات الليثيوم.