Tausta

Akkujen latauksen ja purkamisen aikana kapasiteettiin vaikuttaa sisäisen vastuksen aiheuttama ylijännite. Akun kriittisenä parametrina sisäinen vastus on tutkimuksen arvoinen akun huononemisen analysoimiseksi. Akun sisäinen vastus sisältää:

• Ohm sisäinen vastus (R_Ω) –Kielekkeiden, elektrolyytin, erottimen ja muiden komponenttien vastus.
• Lataa vaihteiston sisäistä vastusta (R_ct) –Kielekkeiden ja elektrolyytin läpi kulkevien ionien vastus. Tämä edustaa välilehtien reaktion vaikeutta. Normaalisti voimme lisätä johtavuutta pienentääksemme tätä vastusta.
• Polarisaatiovastus (R_mt) on sisäinen resistanssi, jonka aiheuttaa litiumionien välisen tiheyden epätasaisuuskatodija anodi. Polarisaatiovastus on suurempi tilanteissa, kuten latauksen ollessa matalalämpötilatai korkea nimellisveloitus.

Normaalisti mitataan ACIR tai DCIR. ACIR on sisäinen resistanssi mitattuna 1k Hz vaihtovirralla. Tämä sisäinen vastus tunnetaan myös nimellä Ohm-vastus. Thepuutetiedoista on, että se ei voi suoraan näyttää akun suorituskykyä. DCIR mitataan pakotetulla vakiovirralla lyhyessä ajassa, jossa jännite muuttuu jatkuvasti. Jos hetkellinen virta on I, ja jännitteen muutos tällä lyhyellä aikavälillä onΔＵOhmin lain mukaanＲ＝ΔＵ／ＩVoimme saada DCIR:n. DCIR ei koske vain ohmin sisäistä vastusta, vaan myös varauksensiirtovastusta ja polarisaatiovastusta.

Analyysi Kiinan ja muiden maiden standardeista

It'Se on aina vaikeus litiumioniakun DCIR-tutkimuksessa. Se's lähinnä siksi, että litiumioniakun sisäinen vastus on hyvin pieni, yleensä vain muutama mΩ. Samaan aikaan aktiivisena komponenttina sisäistä vastusta on vaikea mitata suoraan. Lisäksi sisäiseen resistanssiin vaikuttaa ympäristön tila, kuten lämpötila ja lataustila. Alla on standardeja, jotka ovat maininneet kuinka testata DCIR.

• Kansainvälinen standardi:

IEC 61960-3: 2017:Toisiokennot ja akut, jotka sisältävät alkalisia tai muita ei-happoisia elektrolyyttejä – Toissijaiset litiumkennot ja -akut kannettaviin sovelluksiin – Osa 3: Prismaattiset ja sylinterimäiset litiumtoisiokennot ja niistä tehdyt akut.

IEC 62620:2014:Toisiokennot ja paristot, jotka sisältävät alkalisia tai muita ei-happoisia elektrolyyttejä – Toissijaiset litiumkennot ja -akut käytettäväksi teollisissa sovelluksissa.

• Japani:JIS C 8715-1:2018: Toissijaiset litiumkennot ja akut teollisuussovelluksiin – Osa 1: Testit ja suorituskykyvaatimukset
• Kiinalla ei ole asiaankuuluvaa standardia DCIR-testauksesta.

Lajikkeet

Testausmenetelmät ovat samanlaisiaIEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014jaJIS C 8715-1:2018. Tärkeimmät erot ovat seuraavat:

1. Testauslämpötilat ovat erilaisia. IEC 62620:2014 jaJIS C 8715-1:2018säätelee 5℃korkeampi kuin ympäristön lämpötila kuin IEC 61960-3:2017. Alempi lämpötila lisää elektrolyytin viskositeettia, mikä vähentää ionien liikkumista. Siten kemiallinen reaktio hidastuu ja ohmin vastus ja polarisaatiovastus kasvavat, mikä aiheuttaa DCIR:n kasvutrendin.
2. SoC on erilainen. SoC vaaditaanIEC 62620:2014jaJIS C 8715-1:2018on 50％±10％, kunIEC 61960-3:2017on 100 %. Latauksen tilalla on erittäin suuri vaikutus DCIR:iin. Normaalisti DCIR-testaustulos heikkenee SoC:n kasvaessa. Tämä liittyy reaktiomenettelyyn. Matalalla SoC:lla，varauksen siirtovastusR_ct on korkeampi; jaR_ct vähenee SoC:n kasvaessa, kuten DCIR.
3. Purkausaika on erilainen. IEC 62620:2014 ja JIS C 8715-1:2018 vaativat pidemmän purkausjakson kuinIEC 61960-3:2017. Pitkä pulssijakso aiheuttaa DCIR:n alhaisemman nousutrendin ja poikkeaa lineaarisuudesta. Syynä on se, että pulssiajan pidentäminen aiheuttaa korkeammanR_ct ja tullahallitseva.
4. Purkausvirrat ovat erilaisia. Purkausvirta ei kuitenkaan välttämättä liity suoraan DCIR:ään. Suhteen määrääthedesign.
5. VaikkaJIS C 8715-1:2018viittaaIEC 62620:2014, niillä on erilaiset määritelmät korkean nimellisakun osalta.IEC 62620:2014määrittelee, että korkean nimellisakut voivat purkaa vähintään 7,0 C virtaa.WhileJIS C 8715-1:2018määrittelee korkean nimellisarvon akut, jotka voivat purkaa 3,5 C:n lämpötilassa.

Testauksen analyysi

Alla on DCIR-testausmittauksen jännite-aikafunktiokaavio. Käyrä näyttää solujen vastuksen, jotta voimme arvioida suorituskykyä.

• Kuten kuvassa näkyy, punaiset nuolet edustavatR_Ω. Arvo liittyy iR-dropiin. iR-drop tarkoittaa äkillistä jännitteen muutosta virran muutoksen jälkeen. Normaalisti kun solu on sähköistetty, siellä'jännitteen laskua. Siksi voimme tietää, ettäR_Ω solusta on0,49 mΩ.
• Vihreä nuoli edustaaR_ct. R_ct jaR_mt vaatii jonkin aikaa aktivoitua. Normaalisti se tapahtuu ohmin jännitteen putoamisen jälkeen. ArvoR_ct voidaan mitata 1 ms virranmuutoksen jälkeen. Arvo on0,046 mΩ. YleensäR_ct vähenee SoC:n noustessa.
• Sininen nuoli edustaa muutostaR_mt. Jännite laskee jatkuvasti litiumionien epätasaisen leviämisen vuoksi. ArvoR_mt is 0,19 mΩ 

Johtopäätös

DCIR-testi voi näyttää akkujen suorituskyvyn. Se'Se on myös kriittinen parametri T&K:lle. On kuitenkin joitakin asioita, jotka on otettava huomioon mittaustarkkuuden säilyttämiseksi.

• Akkujen ja lataus- ja purkauslaitteiden välinen yhteys tulee harkita. Kytkentävastuksen tulee olla mahdollisimman pieni (ei suositella suurempia kuin0,02 mΩ).
• Myös jännitteen ja virranottojohtojen kytkeminen on tärkeää.Iolisi parempi yhdistää välilehtien samalle puolelle. On syytä huomata, että älä liitä keräysjohtoja laitteiden latausjohtoihin.
• Myös lataus- ja purkauslaitteiden tarkkuus ja vasteaika tulee ottaa huomioon. Vastausajaksi suositellaan enintään 10 ms. Mitä lyhyempi vasteaika, sitä tarkempi tulos.