鉅大LARGE | 點擊量：2699次 | 2023年09月05日
什么是內阻？有關電池的內阻你了解什么？
電池內阻作為電池最基本的性能指標，內阻的大小對其性能有著非常重要的影響，在《鋰離子電池行業規范條件》中，對電池內阻的測量也提出了要求：公司應具有開路電壓和內阻在線檢測能力，檢測精度分別為1mV和1m。
什么是內阻
電池在工作時，電流流過電池內部所受到的阻力，它包括歐姆內阻和極化內阻，而極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。歐姆內阻是由電極材料、電解液、隔膜及各個部分的接觸電阻所組成。極化內阻是由電化學反應時極化引起的電阻，包括電化學極極化和濃差極化電阻。
上圖右邊是一個鋰離子電池的等效電路，我們可以把電池和內阻拆開考慮，分為一個完全沒有內阻的電源串接上一個阻值很小的電阻。左邊的圖是一個放電曲線X軸表示放電量，Y軸表示電壓，理想狀態是黑色的曲線，紅色的是考慮到內阻的的時候真是狀態。所以電池內阻做的越小，循環壽命和倍率放電性能就會越好。
內阻如何測量
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
通常電池內阻的測量方法有交流(AC)測試法和直流(DC)測試法(當然在電化學分析中經常用到的是電化學阻抗譜EIS，各位可在后臺回復關鍵詞EIS獲取簡單易懂的《EIS入門教程》）
交流內阻法是采用1KHz的正選波電流，來測試引起的壓降，計算內阻。
直流測試又分為DCR法，MCCF法，HPPC法。
DCR法：使用不同的充電和放電倍率的電流，持續10S，記錄電壓和電流，形成一條直線，斜率即為內阻。
MCCF法：采用持續時間為5S的脈沖充放電電流，記錄電壓降，計算內阻。
HPPC法：美國PNGV規定，采用持續的充放電脈沖，測試引起的壓降，有兩種（放電時間18秒，充電2S；充放電時間均為10S）
兩種方法的比較
我們可以看出直流方法都是根據物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ得出的。讓電池在短時間內通過一個很大的恒定直流電流，測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當前的電池內阻。這種測量方法的精確度較高，控制得當的話，測量精度誤差可以控制在0.1％以內。簡單總結起來有以下幾點：
1.只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量電池無法在2～3秒鐘內負荷40A～80A的大電流。
2.當電池通過大電流時，電池內部的電極會發生極化現象，出現極化內阻。故測量時間必須很短，否則測出的內阻值誤差很大。
3.大電流通過電池對電池內部的電極有一定損傷。
而交流測試法僅測試電池的歐姆內阻，重要評價的是電池芯的生產工藝好壞。我們一般用交流內阻的值來評價電芯的合格與否，通過電壓的波形來評價正負極材料的涂布效果，極耳焊接效果等來改善工藝。總結起來有以下幾點
1.交流法可以測量幾乎所有的電池。
2.交流法的測量精度很可能會受到紋波電流的影響，這對測量儀器電路中的抗干擾能力是一個考驗。
3.由于電流較小用此法測量，對電池本身不會有太大的損害。
4.交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內阻測量法。
不同的測試方法偏重的應用環境不同。應該根據不同的應用環境選用相應的測試方法。電池在不同的SOC，不同的放電電流，內阻值也不相同，所以一般說內阻，是指充滿電時的內阻。特別是動力鋰電池，內阻是要測試整個充放電過程中的變化，在70%~30%SOC區間最穩定。
最后提醒一點
測試電池的內阻時一定要考慮到測試設備的穩定性和精度。本身待測的電池內阻就非常小了，假如這個復雜的系統內再引入其他變量比如合理誤差，線路情況，面與面的接觸等都對測試的結果有非常大的影響。
