ფონი

ბატარეების დატენვისა და განმუხტვის დროს სიმძლავრეზე გავლენას მოახდენს შიდა წინააღმდეგობის გამო გამოწვეული ძაბვა. როგორც ბატარეის კრიტიკული პარამეტრი, შიდა წინააღმდეგობა ღირს გამოკვლევა ბატარეის დეგრადაციის გასაანალიზებლად. ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა შეიცავს:

• Ohm შიდა წინააღმდეგობა (R_Ω) -წინააღმდეგობა ჩანართების, ელექტროლიტების, გამყოფებისა და სხვა კომპონენტებისგან.
• მუხტების გადაცემის შიდა წინააღმდეგობა (R_ct) -იონების გავლის ჩანართებისა და ელექტროლიტის წინააღმდეგობა. ეს წარმოადგენს ჩანართების რეაქციის სირთულეს. ჩვეულებრივ, ჩვენ შეგვიძლია გავზარდოთ გამტარობა ამ წინააღმდეგობის შესამცირებლად.
• პოლარიზაციის წინააღმდეგობა (R_mt) არის შიდა წინააღმდეგობა, რომელიც გამოწვეულია ლითიუმის იონების არათანაბარი სიმკვრივითკათოდიდა ანოდი. პოლარიზაციის წინააღმდეგობა უფრო მაღალი იქნება ისეთ სიტუაციებში, როგორიცაა დაბალი დატენვატემპერატურაან მაღალი რეიტინგული გადასახადი.

ჩვეულებრივ ჩვენ ვზომავთ ACIR ან DCIR. ACIR არის შიდა წინააღმდეგობა, რომელიც იზომება 1kHz AC დენში. ეს შიდა წინააღმდეგობა ასევე ცნობილია როგორც Ohm წინააღმდეგობა. Theდეფიციტიმონაცემებიდან ის არის, რომ ის პირდაპირ ვერ აჩვენებს ბატარეის მუშაობას. DCIR იზომება იძულებითი მუდმივი დენით მოკლე დროში, რომელშიც ძაბვა მუდმივად იცვლება. თუ მყისიერი დენი არის I და ძაბვის ცვლილება ამ მოკლევადიან პერიოდში არისΔＵოჰმის კანონის მიხედვითＲ＝ΔＵ／Ｉჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ DCIR. DCIR ეხება არა მხოლოდ Ohm შიდა წინააღმდეგობას, არამედ მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობას და პოლარიზაციის წინააღმდეგობას.

ჩინეთისა და სხვა ქვეყნების სტანდარტების ანალიზი

It'ყოველთვის სირთულეა ლითიუმ-იონური ბატარეის DCIR-ის კვლევისას. ის'ძირითადად იმიტომ, რომ ლითიუმ-იონური ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა ძალიან მცირეა, ჩვეულებრივ მხოლოდ რამდენიმე მΩ. იმავდროულად, როგორც აქტიური კომპონენტი, ძნელია უშუალოდ შიდა წინააღმდეგობის გაზომვა. გარდა ამისა, შიდა წინააღმდეგობაზე გავლენას ახდენს გარემოს მდგომარეობა, როგორიცაა ტემპერატურა და მუხტის სტატუსი. ქვემოთ მოცემულია სტანდარტები, რომლებიც ნახსენებია DCIR ტესტირების შესახებ.

• საერთაშორისო სტანდარტი:

IEC 61960-3: 2017:მეორადი უჯრედები და ბატარეები, რომლებიც შეიცავს ტუტე ან სხვა არამჟავა ელექტროლიტებს - მეორადი ლითიუმის უჯრედები და ბატარეები პორტატული აპლიკაციებისთვის - ნაწილი 3: პრიზმული და ცილინდრული ლითიუმის მეორადი უჯრედები და მათგან დამზადებული ბატარეები.

IEC 62620:2014:მეორადი უჯრედები და ბატარეები, რომლებიც შეიცავს ტუტე ან სხვა არამჟავე ელექტროლიტებს - მეორადი ლითიუმის უჯრედები და ბატარეები სამრეწველო პროგრამებში გამოსაყენებლად.

• იაპონია:JIS C 8715-1:2018: მეორადი ლითიუმის უჯრედები და ბატარეები სამრეწველო პროგრამებში გამოსაყენებლად - ნაწილი 1: ტესტები და შესრულების მოთხოვნები
• ჩინეთს არ აქვს შესაბამისი სტანდარტი DCIR ტესტირების შესახებ.

ჯიშები

ტესტირების მეთოდები მსგავსიაIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014დაJIS C 8715-1:2018. ძირითადი განსხვავებები შემდეგია:

1. ტესტის ტემპერატურა განსხვავებულია. IEC 62620:2014 დაJIS C 8715-1:2018არეგულირებს 5℃გარემოს ტემპერატურაზე მაღალი ვიდრე IEC 61960-3:2017. დაბალი ტემპერატურა გახდის მას ელექტროლიტის უფრო მაღალი სიბლანტეს, რაც გამოიწვევს იონების დაბალ მოძრაობას. ამრიგად, ქიმიური რეაქცია შენელდება და Ohm-ის წინააღმდეგობა და პოლარიზაციის წინააღმდეგობა უფრო დიდი გახდება, რაც გამოიწვევს DCIR-ის ზრდის ტენდენციას.
2. SoC განსხვავებულია. SoC საჭიროIEC 62620:2014დაJIS C 8715-1:2018არის 50±10％, ხოლოIEC 61960-3:2017არის 100%. დამუხტვის სტატუსი ძალიან გავლენიანია DCIR-ზე. ჩვეულებრივ DCIR ტესტირების შედეგი მცირდება SoC-ის მატებასთან ერთად. ეს დაკავშირებულია რეაქციის პროცედურასთან. დაბალ SoC-ში,მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობაR_ct უფრო მაღალი იქნება; დაR_ct შემცირდება SoC-ის მატებასთან ერთად, ასე რომ, როგორც DCIR.
3. განტვირთვის პერიოდი განსხვავებულია. IEC 62620:2014 და JIS C 8715-1:2018 მოითხოვს უფრო მეტ განმუხტვის პერიოდს, ვიდრეIEC 61960-3:2017. ხანგრძლივი პულსის პერიოდი გამოიწვევს DCIR-ის უფრო დაბალ მზარდ ტენდენციას და წარმოადგენს გადახრას წრფივისაგან. მიზეზი ის არის, რომ პულსის დროის გაზრდა უფრო მაღალს გამოიწვევსR_ct და გახდესდომინანტური.
4. გამონადენის დენები განსხვავებულია. თუმცა გამონადენის დენი სულაც არ არის პირდაპირ დაკავშირებული DCIR-თან. ურთიერთობა განისაზღვრება იმითTheდიზაინი.
5. თუმცაJIS C 8715-1:2018ეხებაIEC 62620:2014, მათ აქვთ განსხვავებული განმარტებები მაღალი რეიტინგის ბატარეებზე.IEC 62620:2014განსაზღვრავს, რომ მაღალი რეიტინგის მქონე ბატარეებს შეუძლიათ განმუხტოს დენის არანაკლებ 7.0C.WბორცვიJIS C 8715-1:2018განსაზღვრავს მაღალი რეიტინგის მქონე ბატარეებს, რომლებსაც შეუძლიათ განმუხტვა 3.5C ტემპერატურაზე.

ანალიზი ტესტირებაზე

ქვემოთ მოცემულია DCIR ტესტირების ღონისძიების ძაბვა-დროის ფუნქციის სქემა. მრუდი აჩვენებს უჯრედების წინააღმდეგობას, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ შესრულება.

• როგორც სურათზეა ნაჩვენები, წითელი ისრები წარმოადგენსR_Ω. მნიშვნელობა დაკავშირებულია iR-drop-თან. iR-ვარდნა ნიშნავს ძაბვის უეცარ ცვლილებას დენის ცვლილების შემდეგ. ჩვეულებრივ, როდესაც უჯრედი ელექტრიფიცირებულია, იქ'ძაბვის ვარდნა. ამიტომ შეგვიძლია ვიცოდეთ, რომR_Ω უჯრედის არის0.49mΩ.
• მწვანე ისარი წარმოადგენსR_ct. R_ct დაR_mt გარკვეული დრო სჭირდება გასააქტიურებლად. ჩვეულებრივ, ეს ხდება Ohm ძაბვის დაცემის შემდეგ. ღირებულებაR_ct შეიძლება გაიზომოს მიმდინარე ცვლილების შემდეგ 1 ms. ღირებულება არის0.046mΩ. ჩვეულებრივადR_ct შემცირდება SoC-ის აწევასთან ერთად.
• ლურჯი ისარი წარმოადგენს ცვლილებასR_mt. ძაბვა მცირდება ლითიუმ-იონის არათანაბარი გავრცელების გამო. ღირებულებაR_mt is 0.19mΩ 

დასკვნა

DCIR ტესტს შეუძლია აჩვენოს ბატარეების მოქმედება. ის'ის ასევე კრიტიკული პარამეტრია R&D-ისთვის. თუმცა არის გარკვეული საკითხები, რომლებიც გასათვალისწინებელია გაზომვის სიზუსტის შესანარჩუნებლად.

• გასათვალისწინებელია ბატარეებსა და დამუხტავ-გამომცდელ მოწყობილობებს შორის კავშირის გზა. კავშირის წინააღმდეგობა უნდა იყოს რაც შეიძლება დაბალი (შეთავაზეთ არაუმეტეს0.02mΩ).
• ასევე მნიშვნელოვანია ძაბვისა და დენის შემგროვებელი მავთულის შეერთება.Iუკეთესი იქნება ჩანართების იმავე მხარეს დაკავშირება. უნდა აღინიშნოს, რომ არ დააკავშიროთ შემგროვებელი მავთულები აღჭურვილობის დამტენის სადენებთან.
• ასევე გასათვალისწინებელია დამუხტვისა და განმუხტვის აღჭურვილობის სიზუსტე და რეაგირების დრო. პასუხის დრო რეკომენდებულია არაუმეტეს 10 ms. რაც უფრო მოკლეა რეაგირების დრო, მით უფრო ზუსტი იქნება შედეგი.