Wat is die interne weerstand van 'n litiumbattery?
Wanneer stroom deur die binnekant van 'n battery vloei, ondervind dit weerstand, wat 'n afname in die battery se bedryfspanning veroorsaak. Hierdie weerstand word die battery se interne weerstand genoem. As gevolg van die battery se interne weerstand is die terminaalspanning laer as die elektromotoriese krag en oop-kringspanning tydens ontlading. Tydens laai is die terminaalspanning hoër as die elektromotoriese krag en oop-kringspanning. Battery interne weerstand is 'n uiters belangrike parameter van 'n chemiese kragbron. Dit beïnvloed die battery se bedryfsspanning, bedryfsstroom, uitsetenergie en krag direk. Vir 'n praktiese chemiese kragbron, hoe laer die interne weerstand, hoe beter.
Battery interne weerstand is nie konstant nie; dit wissel tydens ontlading na gelang van die samestelling van die aktiewe materiaal, die elektrolietkonsentrasie, die batterytemperatuur en die ontladingstyd. Battery interne weerstand sluit die ohmiese interne weerstand (R₀) en die polarisasie interne weerstand (Rf) in wat deur die elektrodes tydens elektrochemiese reaksies vertoon word. Die som van hierdie twee word die battery se totale interne weerstand (Rw) genoem.
Ohmiese interne weerstand bestaan hoofsaaklik uit die interne weerstand van elektrodemateriale, elektroliet, skeier, en die kontakweerstand van verskeie komponente. Dit hou verband met die battery se grootte, struktuur, elektrodevormmetode (bv. plak-tipe en buisvormige elektrodes in lood-suurbatterye, en boks-tipe en gesinterde elektrodes in alkaliese batterye), en samestelling se digheid. Ohmiese interne weerstand gehoorsaam Ohm se wet.
Polarisasie interne weerstand verwys na die interne weerstand wat veroorsaak word deur polarisasie tussen die positiewe en negatiewe elektrodes van 'n chemiese kragbron tydens die elektrochemiese reaksie. Dit is die som van die weerstande wat veroorsaak word deur elektrochemiese polarisasie en konsentrasie
polarisasie.
Polarisasie interne weerstand hou verband met die aard van die aktiewe materiaal, elektrodestruktuur en batteryvervaardigingsproses, veral nou verwant aan die battery se bedryfstoestande; ontladingsstroom en temperatuur het 'n beduidende impak. Tydens hoë stroomdigtheid ontlading neem beide elektrochemiese polarisasie en konsentrasie polarisasie toe, wat moontlik selfs passivering van die negatiewe elektrode veroorsaak, en sodoende die interne polarisasie weerstand verhoog. Lae temperature beïnvloed elektrochemiese polarisasie en ioondiffusie nadelig; daarom neem die battery se interne polarisasieweerstand ook toe onder lae-temperatuurtoestande. Daarom is die polarisasieweerstand nie 'n konstante nie, maar verander met die ontladingstempo, temperatuur en ander toestande.
Die analitiese uitdrukking vir die interne weerstand van 'n battery is soos volg:
In die formule, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Battery polarisasie interne weerstand;
b-Die variasiekoëffisiënt van die batteryterminaalspanning relatief tot die batteryterminaalspanning E onder gegradeerde kapasiteitstoestande wanneer die battery met stroom Iₐ gelaai en ontlaai word;
Rₑₗ(τ,C)-Weerstand van die elektroliet;
Rₑ(C)-Elektrodeweerstand. Die elektrolietweerstand Rₑₗ en elektrodeweerstand Rₑ is omgekeerd eweredig aan die oombliklike kapasiteit van die battery;
iₐ, τ, C-Battery se laai- en ontlaaistroom, temperatuur en kapasiteittoestand op daardie tydstip.
Battery interne weerstand is relatief klein en dikwels weglaatbaar onder baie bedryfstoestande. Kragbatterye vir elektriese voertuie werk egter dikwels onder hoë stroom- en diep ontladingstoestande, wat lei tot 'n aansienlike spanningsval wat deur interne weerstand veroorsaak word. In hierdie geval kan die impak van interne weerstand op die hele stroombaan nie geïgnoreer word nie.
