電池內(nèi)阻是指電池在工作時，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。它是衡量電池性能的一個重要技術指標，影響電池的放電效率、熱管理以及整體性能。電池內(nèi)阻較小通常意味著電池具有較好的大電流放電能力，而較大的內(nèi)阻則可能導致電池放電工作電壓降低、放電時間縮短，從而影響電池的性能和壽命。

電池內(nèi)阻的構成

電池內(nèi)阻主要由以下幾個部分組成：

1.歐姆內(nèi)阻 ：

由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成。

遵守歐姆定律，與電池的尺寸、結構、裝配等有關。

2.極化內(nèi)阻 ：

由電化學反應時極化引起的電阻，包括電化學極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。

電化學極化是電解液中電化學反應的速度無法達到電子的移動速度造成的。

濃差極化是鋰離子嵌入脫出正負極材料并在材料中移動的速度小于鋰離子向電極集結的速度造成的。

3.界面阻抗 ：

Li離子通過SEI膜所受到的阻力。

4.電荷轉移阻抗 ：

體現(xiàn)為界面對離子的吸附能力加上電荷轉移使離子在界面上發(fā)生電化學反應的能力。

5.擴散阻抗 ：

Li離子在活性物質和電解液中擴散受到的阻力。

影響電池內(nèi)阻的因素

1.材料特性 ：

不同的電極材料和電解液具有不同的電導率，影響歐姆內(nèi)阻。

2.電池結構 ：

電池的設計，如極耳數(shù)量、形狀和布局，以及隔膜的厚度和孔隙率，都會影響內(nèi)阻。

3.制造工藝 ：

電池的制造工藝，包括壓實密度、焊接、鉚接點的質量，都會對內(nèi)阻產(chǎn)生影響。

4.溫度 ：

電池內(nèi)阻隨溫度變化，通常溫度升高內(nèi)阻減小，因為電解液的電導率隨溫度增加而提高。

5.充放電行為 ：

電池在充放電過程中，由于活性物質的組成和電解液濃度的變化，內(nèi)阻也會隨之變化。

電池內(nèi)阻的測量方法

1.直流內(nèi)阻 ：

使用特定倍率電流充放電一定時間，記錄充放電前后的電池電壓，通過公式計算內(nèi)阻。

2.交流內(nèi)阻 ：

給電池施加一個固定頻率和電流，然后對其電壓進行采樣，計算出電池的內(nèi)阻值。

3.電化學阻抗譜 ：

對電池系統(tǒng)施加小振幅的正弦波電壓信號，分析激勵電壓與響應電流的比值變化，得到電池的阻抗譜。

結論

電池內(nèi)阻是影響電池性能的關鍵因素之一，它由電池的多種內(nèi)部電阻組成，包括歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻、界面阻抗、電荷轉移阻抗和擴散阻抗。電池內(nèi)阻受到材料特性、電池結構、制造工藝、溫度和充放電行為等多種因素的影響。準確測量和管理電池內(nèi)阻對于提高電池的性能、安全性和壽命至關重要。