電池內(nèi)阻的基本知識(shí),Battery internal resistance

關(guān)鍵字：電池內(nèi)阻的基本知識(shí)

1.充電態(tài)內(nèi)阻指電池完全充滿電時(shí)的所測(cè)量到的電池內(nèi)阻。
2.放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后（放電到標(biāo)準(zhǔn)的截止電壓時(shí)）所測(cè)量到的電池內(nèi)阻。
一般情況下放電態(tài)的內(nèi)阻是不穩(wěn)定的，測(cè)量的結(jié)果也比正常值高出許多，而充電態(tài)內(nèi)阻相對(duì)比較穩(wěn)定，測(cè)量這個(gè)數(shù)值具有實(shí)際的比較意義。因此在電池的測(cè)量過(guò)程中，我們都以充電態(tài)內(nèi)阻做為測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。

二、內(nèi)阻無(wú)法用一般的方法進(jìn)行精確測(cè)量

或許大家會(huì)說(shuō)，高中物理課上有教用簡(jiǎn)單公式+電阻箱計(jì)算電池內(nèi)阻的方法……但物理課本上教的用電阻箱推算的算法精度太低，只能用于理論的教學(xué)，在實(shí)際應(yīng)用上根本無(wú)法采用。電池的內(nèi)阻很小，我們一般用微歐或者毫歐的單位來(lái)定義它。在一般的測(cè)量場(chǎng)合，我們要求電池的內(nèi)阻測(cè)量精度誤差必須控制在正負(fù)5％以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

三、目前行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測(cè)量方法

行業(yè)應(yīng)用中，電池內(nèi)阻的精確測(cè)量是通過(guò)專用設(shè)備來(lái)進(jìn)行的。下面我來(lái)說(shuō)說(shuō)行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測(cè)量方法。目前行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測(cè)量方法主要有以下兩種：

1.直流放電內(nèi)阻測(cè)量法

根據(jù)物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，測(cè)試設(shè)備讓電池在短時(shí)間內(nèi)（一般為2～3秒）強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)很大的恒定直流電流（目前一般使用40A～80A的大電流），測(cè)量此時(shí)電池兩端的電壓，并按公式計(jì)算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。
這種測(cè)量方法的精確度較高，控制得當(dāng)?shù)脑?，測(cè)量精度誤差可以控制在0.1％以內(nèi)。

但此法有明顯的不足之處：

（1）只能測(cè)量大容量電池或者蓄電池，小容量電池?zé)o法在2～3秒鐘內(nèi)負(fù)荷40A～80A的大電流；

（2）當(dāng)電池通過(guò)大電流時(shí)，電池內(nèi)部的電極會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象，產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測(cè)量時(shí)間必須很短，否則測(cè)出的內(nèi)阻值誤差很大；

（3）大電流通過(guò)電池對(duì)電池內(nèi)部的電極有一定損傷。

2.交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法

因?yàn)殡姵貙?shí)際上等效于一個(gè)有源電阻，因此我們給電池施加一個(gè)固定頻率和固定電流（目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流），然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)整流、濾波等一系列處理后通過(guò)運(yùn)放電路計(jì)算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法的電池測(cè)量時(shí)間極短，一般在100毫秒左右。

這種測(cè)量方法的精確度也不錯(cuò)，測(cè)量精度誤差一般在1％～2％之間。

此法的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）使用交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法可以測(cè)量幾乎所有的電池，包括小容量電池。筆記本電池電芯的內(nèi)阻測(cè)量一般都用這種辦法。

（2）交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度很可能會(huì)受到紋波電流的影響，同時(shí)還有諧波電流干擾的可能。這對(duì)測(cè)量?jī)x器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗(yàn)

（3）用此法測(cè)量，對(duì)電池本身不會(huì)有太大的損害。

（4）交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度不如直流放電內(nèi)阻測(cè)量法。

3.測(cè)試儀器的元件誤差及測(cè)試用的電池連接線問(wèn)題

無(wú)論是上述哪一種方法，都存在一些很容易被我們忽視的問(wèn)題，那就是測(cè)試儀器本身的元件誤差和用于連接電池的測(cè)試線纜問(wèn)題。因?yàn)橐獪y(cè)量的電池的內(nèi)阻很小，線路的電阻就要考慮進(jìn)去了。一條短短的從儀器到電池的連接線本身也存在電阻（大約也是微歐級(jí)），還有電池與連接線的接觸面也存在接觸電阻，這些因素必須都在儀器的內(nèi)部事先做好誤差調(diào)節(jié)。

所以，正規(guī)的電池內(nèi)阻測(cè)試儀一般都配有專用的連接線和電池固定架子。

四、總結(jié)

很多老化的電池其實(shí)內(nèi)部電量還是很多，只是內(nèi)阻過(guò)大放不出電來(lái)，實(shí)在可惜。但電池的內(nèi)阻一旦增加后，要想人為降低這個(gè)內(nèi)阻值是難上加難。因此對(duì)于已經(jīng)老化的電池，我們即使想出很多辦法來(lái)“激活”它，比如大電流沖擊，小電流浮充，放冰箱等，但大多無(wú)濟(jì)于事，回天乏術(shù)。在了解了上述知識(shí)之后，我們基本可以知道，挑選電池要盡可能地挑選內(nèi)阻較小的電池。另外很重要的一點(diǎn)，電池久置不用，其內(nèi)阻也會(huì)不斷增加。建議大家還是要經(jīng)常使用電池來(lái)保持電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的活性。

思考：大家都在玩電直，你是如何挑選你的動(dòng)力電池呢？它們的內(nèi)阻是多少？它們的一致性如何？你的電機(jī)及電調(diào)與電池是否相配？有多少讓人困惑的問(wèn)題都出在電池？