Fondo

Durante la carga y descarga de baterías, la capacidad se verá influenciada por la sobretensión causada por la resistencia interna. Como parámetro crítico de la batería, vale la pena investigar la resistencia interna para analizar la degradación de la batería. La resistencia interna de una batería contiene:

• Resistencia interna de ohmios (R_Ω) –La resistencia de las pestañas, electrolito, separador y otros componentes.
• Resistencia interna de la transmisión de carga (R_ct) –La resistencia de los iones que pasan por las pestañas y el electrolito. Esto representa la dificultad de la reacción de las pestañas. Normalmente podemos aumentar la conductividad para reducir esta resistencia.
• Resistencia a la polarización (R_mt) es la resistencia interna causada por la densidad desigual de los iones de litio entrecátodoy ánodo. La resistencia a la polarización será mayor en situaciones como cargar en condiciones bajas.temperaturao carga nominal alta.

Normalmente medimos el ACIR o DCIR. ACIR es la resistencia interna medida en corriente alterna de 1 kHz. Esta resistencia interna también se conoce como resistencia de Ohmios. ElescasezUno de los datos es que no puede mostrar directamente el rendimiento de una batería. DCIR se mide mediante una corriente constante forzada en un corto tiempo, en el que el voltaje cambia continuamente. Si la corriente instantánea es I y el cambio de voltaje en ese corto plazo esΔＵ, según la ley de OhmＲ＝ΔＵ／ＩPodemos obtener el DCIR. DCIR no se trata solo de la resistencia interna de ohmios, sino también de la resistencia a la transferencia de carga y la resistencia a la polarización.

Análisis sobre estándares de China y otros países.

It'Siempre hay una dificultad en la investigación del DCIR de una batería de iones de litio. Él'Esto se debe principalmente a que la resistencia interna de una batería de iones de litio es muy pequeña, generalmente solo unos pocos m.Ω. Mientras tanto, como componente activo, es difícil medir la resistencia interna directamente. Además, la resistencia interna está influenciada por el estado del medio ambiente, como la temperatura y el estado de carga. A continuación se detallan los estándares que mencionan cómo probar DCIR.

• Estándar internacional:

IEC 61960-3: 2017:Pilas y baterías secundarias que contienen electrolitos alcalinos u otros electrolitos no ácidos. Pilas y baterías secundarias de litio para aplicaciones portátiles. Parte 3: Pilas secundarias de litio prismáticas y cilíndricas y baterías fabricadas a partir de ellas..

CEI 62620:2014:Pilas y baterías secundarias que contienen electrolitos alcalinos u otros electrolitos no ácidos – Pilas y baterías secundarias de litio para uso en aplicaciones industriales.

• Japón:JIS C 8715-1:2018: Pilas y baterías secundarias de litio para uso en aplicaciones industriales – Parte 1: Pruebas y requisitos de rendimiento
• China no tiene una norma relevante sobre las pruebas DCIR.

Variedades

Los métodos de prueba son similares entreCEI 61960-3:2017,CEI 62620:2014yJIS C 8715-1:2018. Las principales distinciones son las siguientes:

1. Las temperaturas de prueba son diferentes. IEC 62620:2014 yJIS C 8715-1:2018regula un 5℃temperatura ambiente más alta que IEC 61960-3:2017. Una temperatura más baja aumentará la viscosidad del electrolito, lo que provocará un menor movimiento de iones. Por lo tanto, la reacción química será más lenta y la resistencia de ohmios y de polarización aumentará, lo que provocará una tendencia al aumento de DCIR.
2. El SoC es diferente. El SoC requerido enCEI 62620:2014yJIS C 8715-1:2018es 50％±10％, mientrasCEI 61960-3:2017es 100%. El estado de la carga influye mucho en DCIR. Normalmente, el resultado de la prueba DCIR disminuirá con el aumento del SoC. Esto está relacionado con el procedimiento de reacción. En un SoC bajo，la resistencia de transferencia de cargaR_ct será mayor; yR_ct disminuirá con el aumento de SoC, así como DCIR.
3. El período de descarga es diferente. IEC 62620:2014 y JIS C 8715-1:2018 requieren un período de descarga más largo queCEI 61960-3:2017. El período de pulso largo provocará una tendencia creciente más baja de DCIR y presentará una desviación de la linealidad. La razón es que el aumento del tiempo de pulso provocará una mayorR_ct y convertirsedominante.
4. Las corrientes de descarga son diferentes. Sin embargo, la corriente de descarga no necesariamente se relaciona directamente con DCIR. La relación está determinada poreldiseño.
5. AunqueJIS C 8715-1:2018se refiere aCEI 62620:2014, tienen diferentes definiciones sobre baterías de alta potencia.CEI 62620:2014define que las baterías de alta potencia pueden descargar no menos de 7,0 C de corriente.WmientrasJIS C 8715-1:2018Las baterías de alta potencia se definen como aquellas que se pueden descargar a 3,5 °C.

Análisis de pruebas

A continuación se muestra el cuadro de función voltaje-tiempo de la medida de prueba DCIR. La curva muestra la resistencia de las células, para que podamos evaluar el rendimiento.

• Como se muestra en la imagen, las flechas rojas representanR_Ω. El valor está relacionado con iR-drop. iR-drop significa el cambio repentino de voltaje después del cambio de corriente. Normalmente cuando una celda está electrificada, hay'sa caída de voltaje. Por lo tanto podemos saber que elR_Ω de la celda es0,49 mΩ.
• La flecha verde representaR_ct. R_ct yR_mt Necesita algo de tiempo para activarse. Normalmente ocurre después de una caída de voltaje en ohmios. el valor deR_ct se puede medir 1 ms después del cambio actual. El valor es0,046 mΩ. NormalmenteR_ct disminuirá con el aumento del SoC.
• La flecha azul representa el cambio deR_mt. El voltaje sigue disminuyendo debido a la distribución desigual de los iones de litio. el valor deR_mt is 0,19 mΩ 

Conclusión

La prueba DCIR puede mostrar el rendimiento de las baterías. Él'También es un parámetro crítico para la I+D. Sin embargo, hay algunas cuestiones a considerar para mantener la precisión de la medición.

• Se debe considerar la forma de conexión entre las baterías y los equipos de carga y descarga. La resistencia de la conexión debe ser lo más baja posible (se recomienda no mayor que0,02 mΩ).
• También es importante la conexión de los cables de recogida de tensión y corriente.ISería mejor conectar en el mismo lado de las pestañas. Cabe señalar que no conecte los cables de recolección a los cables de carga del equipo.
• También se debe tener en cuenta la precisión de los equipos de carga y descarga y el tiempo de respuesta. Se sugiere que el tiempo de respuesta no supere los 10 ms. Cuanto más corto sea el tiempo de respuesta, más preciso será el resultado.