تعتبر المقاومة الداخلية للبطارية من أهم المعلمات المميزة للبطارية، وهي معلمة مهمة لتوصيف عمر البطارية وحالة تشغيل البطارية، ورمز مهم لقياس صعوبة انتقال الإلكترونات و الأيونات في القطب. تعكس المقاومة الداخلية أيضًا صحة البطارية. المقاومة الداخلية للبطارية تكون صغيرة جدًا عند خروجها من المصنع، ولكن بعد الشحن والتفريغ لفترة طويلة، بسبب فقدان الإلكتروليت داخل البطارية وانخفاض نشاط المواد الكيميائية داخل البطارية، تنخفض المقاومة الداخلية ستزداد المقاومة تدريجيًا، وسوف يفسد المنحل بالكهرباء تدريجيًا في عمليات الشحن والتفريغ المتعددة، وستزداد المقاومة الداخلية حتى تصبح المقاومة الداخلية كبيرة بما يكفي بحيث لا يمكن إطلاق الكهرباء داخل البطارية بشكل طبيعي، وستصبح البطارية قديمة. تنخفض أيضًا سعة البطارية النسبية.

المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم أيون ليست قيمة ثابتة، وهي تتعلق بحالة عمل بطاريات الليثيوم أيون ، بما في ذلك جزأين المقاومة الداخلية الأوميكية والمقاومة الداخلية الاستقطابية
1) المقاومة الداخلية الأوميكية
المقاومة الداخلية الأوميكية هي المقاومة المتأصلة لبطاريات الليثيوم أيون، أي المقاومة الداخلية للتيار المستمر، والتي يمكن اعتبارها ثابتة عند حالة معينة من SOC. وتتكون بشكل رئيسي من مادة القطب، ومقاومة المنحل بالكهرباء، والحجاب الحاجز، والمقاومة الداخلية لأجزاء أخرى من المادة. يوضح هذا الرسم البياني عملية تفريغ بطارية ليثيوم أيون في حالة SOC محددة. عندما تبدأ بطارية الليثيوم أيون في التفريغ، ستظهر المقاومة الداخلية الأومية انخفاضًا فوريًا في الجهد ΔU1 عند طرفي بطارية الليثيوم أيون. يستمر انخفاض الجهد هذا لفترة قصيرة (أقل من 2 مللي ثانية). ولذلك، هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات للمقاومة الداخلية الديناميكية لبطاريات الليثيوم أيون. وقت استجابة قصير. بعد فترة قصيرة، سوف يصبح استقطاب بطارية الليثيوم أيون ساري المفعول. يرجع انخفاض الجهد عند طرفي بطارية الليثيوم أيون بشكل أساسي إلى المقاومة الداخلية للاستقطاب. أثناء عملية الشحن، تؤدي المقاومة الداخلية الأومية أيضًا إلى ارتفاع الجهد اللحظي عند طرفي بطارية الليثيوم أيون. بعد التغيير تلعب المقاومة الداخلية للاستقطاب دورًا.
2) المقاومة الداخلية للاستقطاب
يحدث انخفاض الجهد لبطارية الليثيوم أيون بسبب المقاومة الأومية لفترة قصيرة بعد التفريغ، وانخفاض الجهد اللاحق يحدث بشكل أساسي بسبب الاستقطاب. بسبب التفاعل الكيميائي الداخلي لبطارية الليثيوم أيون، فإن استخدام الاستقطاب والتغيير في حالة SOC للبطارية سيؤدي إلى انخفاض جهد خرج البطارية، ولكن هذا التغيير بطيء، وهو يختلف عن الانخفاض الفوري في الجهد عند طرفي البطارية الناتج عن المقاومة الداخلية الأومية. المقاومة الداخلية في هذا الوقت ناتجة عن تركيز الأيونات في التفاعل الكيميائي لبطارية الليثيوم أيون، وهو ما يسمى بالمقاومة الداخلية المستقطبة. وتختلف المقاومة الداخلية باختلاف التفاعل، ويرتبط حجمها بزمن الكشف وشدة التيار. يستمر الجهد في الانخفاض ببطء خلال 10-20 ثانية أثناء عملية التفريغ، ويستمر الجهد في الارتفاع ببطء بعد عملية الشحن لمدة 20 ثانية بسبب المقاومة الداخلية للاستقطاب.
العوامل المؤثرة على المقاومة الداخلية

المقاومة الداخلية للتيار المتردد والتيار المستمر لبطاريات الليثيوم أيون لها علاقة عكسية كبيرة مع درجة الحرارة، أي أن المقاومة الداخلية ستزداد عندما تنخفض درجة الحرارة، وتظهر خاصية غير خطية نموذجية. في التطبيقات العملية، يجب منع شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم أيون في درجات حرارة منخفضة، خاصة أن الشحن في درجات حرارة منخفضة له تأثير كبير على أداء البطارية.

تُظهر المقاومة الداخلية للتيار المستمر لبطاريات الليثيوم أيون في حالات SOC المختلفة اتجاهًا لزيادة عمق التفريغ وزيادة المقاومة الداخلية للتيار المستمر. يمكن أن نرى من الشكل أن المقاومة الداخلية للتيار المتردد لبطاريات الليثيوم أيون في حالات SOC المختلفة قريبة جدًا، ويمكن اعتبار أن المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم أيون المترددة لا تتغير مع تغيير SOC. لا تتغير المقاومة الداخلية للتيار المتردد لبطاريات الليثيوم أيون في حالات SOC المختلفة بشكل أساسي، لذلك في عملية التطبيق، يمكن دراسة قيمة المقاومة الداخلية للتيار المستمر فقط في حالات SOC المختلفة.

خصائص المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم

مع استخدام بطاريات الليثيوم، يستمر أداء البطارية في الانخفاض، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض السعة وزيادة المقاومة الداخلية وانخفاض الطاقة. يتأثر التغير في المقاومة الداخلية للبطارية بظروف الاستخدام المختلفة مثل درجة الحرارة وعمق التفريغ. تعتبر المقاومة الداخلية أحد المؤشرات المهمة لتقييم أداء بطارية الليثيوم. بالنسبة لتطبيقات حزم بطاريات الليثيوم الكبيرة، مثل أنظمة الطاقة للسيارات الكهربائية، ليس من الممكن أو الملائم اختبار المقاومة الداخلية للتيار المتردد مباشرة بسبب القيود المفروضة على معدات الاختبار. عادةً، يتم تقييم خصائص مجموعة البطارية من خلال المقاومة الداخلية للتيار المستمر. في التطبيقات العملية، تُستخدم أيضًا المقاومات الداخلية للتيار المستمر لتقييم صحة البطارية، والتنبؤ بالعمر، وتقييم SOC للنظام، وقدرات الإخراج/الإدخال، وما إلى ذلك.