Wie teste ich den Innenwiderstand einer Lithiumbatterie?

Verschiedene Batterietypen haben unterschiedliche Innenwiderstände. Der gleiche Batterietyp hat aufgrund inkonsistenter chemischer Eigenschaften einen unterschiedlichen Innenwiderstand. Der Innenwiderstand der Batterie ist sehr gering. Wir definieren es normalerweise in Milliohm-Einheiten. Der Innenwiderstand ist ein wichtiger technischer Indikator zur Messung der Batterieleistung. Unter normalen Umständen hat eine Batterie mit einem kleinen Innenwiderstand eine große Stromentladefähigkeit, und eine Batterie mit einem großen Innenwiderstand hat eine schwache Entladefähigkeit.

In der schematischen Darstellung des Entladungskreises können wir die Batterie und den Innenwiderstand als getrennt betrachten und sie in ein Netzteil ohne Innenwiderstand aufteilen und einen Widerstand mit einem kleinen Widerstand anschließen. Wenn zu diesem Zeitpunkt die externe Last gering ist, ist die an diesem kleinen Widerstand verteilte Spannung gering. Wenn die externe Last sehr schwer ist, ist die an diesem kleinen Widerstand verteilte Spannung relativ groß, und dabei wird etwas Strom verbraucht. Innenwiderstand (kann in Wärme oder eine komplexe elektrochemische Umkehrreaktion umgewandelt werden). Der Innenwiderstand einer wiederaufladbaren Batterie im Werk ist relativ gering, aber nach längerem Gebrauch steigt der Innenwiderstand aufgrund der Erschöpfung des Innenelektrolyten der Batterie und der Abnahme der chemischen Aktivität in der Batterie allmählich an, bis Der Innenwiderstand ist so groß wie die Batterie. Die interne Stromversorgung kann nicht normal freigegeben werden, und die Batterie wird "in den Ruhezustand versetzt". Die meisten alternden Batterien sind unbrauchbar, da der Innenwiderstand zu groß ist und sie verschrottet werden müssen. Daher sollten wir eher auf die Entladekapazität des Akkus als auf die Kapazität achten.

Erstens ist der Innenwiderstand kein fester Wert

Das Problem ist, dass der Innenwiderstandswert der Batterie unterschiedlich ist, wenn sich die Batterie in einem anderen Ladezustand befindet. Wenn sich die Batterie in einer anderen Lebensdauer befindet, ist auch ihr Innenwiderstandswert unterschiedlich. Aus technischer Sicht teilen wir den Widerstand der Batterie im Allgemeinen in zwei Zustände: den Innenwiderstand des Ladezustands und den Innenwiderstand des Entladezustands.

1. Der Innenwiderstand des Ladezustands bezieht sich auf den gemessenen Innenwiderstand der Batterie, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist.

2. Der Innenwiderstand im Entladezustand bezieht sich auf den Innenwiderstand der Batterie, der gemessen wird, nachdem die Batterie vollständig entladen wurde (wenn sie auf die Standard-Abschaltspannung entladen wurde).

Unter normalen Umständen ist der Innenwiderstand des Entladungszustands instabil, und das Messergebnis ist auch viel höher als der Normalwert, während der Innenwiderstand des Ladezustands relativ stabil ist und die Messung dieses Wertes eine praktische vergleichende Bedeutung hat. Daher verwenden wir alle beim Messvorgang der Batterie den Innenwiderstand der Ladung als Messstandard.

Zweitens kann der Innenwiderstand mit der allgemeinen Methode nicht genau gemessen werden

Vielleicht wird jeder sagen, dass die Physikklasse der High School eine Methode hat, um den Innenwiderstand der Batterie mithilfe einer einfachen Formel + Widerstandsbox zu lehren ... Aber der Algorithmus, der im Physikbuch zur Berechnung der Widerstandsbox verwendet wird, ist zu niedrig und kann nur für den theoretischen Unterricht verwendet werden. Es kann nicht in der Praxis verwendet werden. Der Innenwiderstand der Batterie ist sehr gering. Wir definieren es normalerweise in Einheiten von Mikroohm oder Milliohm. Bei allgemeinen Messanlässen müssen wir den Genauigkeitsfehler der Innenwiderstandsmessung der Batterie auf plus oder minus 5% einstellen. Solch ein kleiner Widerstand und solch genaue Anforderungen müssen mit speziellen Instrumenten gemessen werden.

Drittens die derzeit in der Industrie verwendete Methode zur Messung des Innenwiderstands

In industriellen Anwendungen wird die genaue Messung des Batterieinnenwiderstands von speziellen Geräten durchgeführt. Lassen Sie mich über die Methode zur Messung des Innenwiderstands der in der Industrie verwendeten Batterie sprechen. Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden zur Messung des Innenwiderstands von in der Industrie verwendeten Batterien:

1. Methode zur Messung des Innenwiderstands bei Gleichstromentladung

Gemäß der physikalischen Formel R = U / I zwingt die Testausrüstung die Batterie, in kurzer Zeit (im Allgemeinen 2 bis 3 Sekunden) einen großen konstanten Gleichstrom durchzulassen (derzeit wird ein großer Strom von 40 A bis 80 A verwendet), und die Batterie wird zu diesem Zeitpunkt gemessen. Die Spannung an beiden Enden und berechnen den aktuellen Innenwiderstand der Batterie nach der Formel.

Die Genauigkeit dieser Messmethode ist hoch, und wenn sie richtig gesteuert wird, kann der Messgenauigkeitsfehler innerhalb von 0,1% gesteuert werden.

Diese Methode weist jedoch offensichtliche Mängel auf:

(1) Es können nur Batterien mit großer Kapazität oder Batterien gemessen werden, und Batterien mit kleiner Kapazität können keine großen Ströme von 40 A bis 80 A in 2 bis 3 Sekunden laden.

(2) Wenn die Batterie einen großen Strom durchlässt, wird die Elektrode in der Batterie polarisiert, was zu einem Polarisationsinnenwiderstand führt. Daher muss die Messzeit sehr kurz sein. Ansonsten ist der gemessene Innenwiderstandswert sehr groß;

(3) Ein großer Strom hat bestimmte Schäden an den Elektroden im Inneren der Batterie durch die Batterie.

2. Methode zur Messung des Innenwiderstands des Wechselstromdruckabfalls

Da die Batterie tatsächlich einem aktiven Widerstand entspricht, legen wir eine feste Frequenz und einen festen Strom an die Batterie an (derzeit wird eine Frequenz von 1 kHz und ein niedriger Strom von 50 mA verwendet), tasten dann ihre Spannung ab und führen eine Reihe von Verarbeitungen durch, z. B. Gleichrichtung und Filtern. Der Innenwiderstand der Batterie wird von einer Operationsverstärkerschaltung berechnet. Die Batteriemesszeit der Methode zur Messung des Innenwiderstands bei Wechselspannungsabfall ist extrem kurz und beträgt im Allgemeinen etwa 100 Millisekunden.

Die Genauigkeit dieser Messmethode ist ebenfalls gut und der Messgenauigkeitsfehler liegt im Allgemeinen zwischen 1% und 2%.

Die Vor- und Nachteile dieser Methode:

(1) Fast alle Batterien, einschließlich Batterien mit geringer Kapazität, können mit der Messung des Innenwiderstands bei Wechselspannungsabfall gemessen werden. Diese Methode wird im Allgemeinen zur Messung des Innenwiderstands von Laptop-Batteriezellen verwendet.

(2) Die Messgenauigkeit des Wechselspannungsabfall-Messverfahrens wird wahrscheinlich durch den Welligkeitsstrom beeinflusst, und es besteht auch die Möglichkeit einer Störung des Oberschwingungsstroms. Dies ist ein Test der Entstörfähigkeit im Messgeräteschaltkreis.

(3) Durch Messen mit dieser Methode wird die Batterie selbst nicht stark beschädigt.

(4) Die Messgenauigkeit des Verfahrens zur Messung des Wechselspannungsabfalls ist nicht so gut wie das Verfahren zur Messung des Innenwiderstands bei Gleichstromentladung.

3. Testen Sie den Komponentenfehler und das Batterieverbindungsproblem zum Testen

Unabhängig von der oben beschriebenen Methode gibt es einige Probleme, die von uns leicht übersehen werden, dh den Komponentenfehler des Testinstruments selbst und das Testkabelproblem beim Anschließen der Batterie. Da der Innenwiderstand der zu messenden Batterie gering ist, sollte der Widerstand der Leitung berücksichtigt werden. Eine kurze Verbindung vom Instrument zur Batterie selbst hat ebenfalls einen Widerstand (etwa auf mikroeuropäischer Ebene), und es besteht auch ein Kontaktwiderstand zwischen der Kontaktfläche der Batterie und der Verbindungsleitung. Diese Faktoren müssen im Voraus im Instrument angepasst werden. .

Daher sind normale Batterie-Innenwiderstandstester im Allgemeinen mit einem speziellen Kabel und einem Batteriehalter ausgestattet.

Viertens Zusammenfassung

Viele alternde Batterien haben tatsächlich viel Innenstrom, aber es ist schade, dass der Innenwiderstand zu groß ist, um Strom zu verbrauchen. Sobald jedoch der Innenwiderstand der Batterie erhöht ist, ist es schwieriger, den Innenwiderstand künstlich zu verringern. Daher denken wir bei der alternden Batterie sogar an viele Möglichkeiten, sie zu "aktivieren", wie z. B. hohe Strombelastung, geringe Stromschwimmladung, Aufstellen des Kühlschranks usw., aber die meisten von ihnen helfen nicht weiter. Nachdem wir das obige Wissen verstanden haben, können wir grundsätzlich wissen, dass die Batterie so weit wie möglich ausgewählt werden sollte, um die Batterie mit weniger Innenwiderstand auszuwählen. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, dass der Akku lange verwendet wird und sein Innenwiderstand zunimmt. Es wird empfohlen, immer Batterien zu verwenden, um die chemische Aktivität in der Batterie zu halten.

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