電池內阻

電池的內阻是指電池在工作時，電流流過電池內部所受到的阻力，它包括歐姆內阻和極化內阻，極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。

基本介紹

• 中文名：電池內阻
• 外文名：internal resistance of cell
• 專業：電子、通信與自動控制技術
• 拼音：dian chi nei zu
• 解釋：電池的內部電阻
• 分類：歐姆內阻和極化內阻

電池內阻定義

歐姆內阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結構、裝配等有關。

電流通過電極時，電極電勢偏離平衡電極電勢的現象稱為電極的極化。極化電阻是指電池的正極與負極在進行電化學反應時極化所引起的內阻。

電池的內阻不是常數，在充放電過程中隨時間不斷變化，這是因為活性物質的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內阻遵守歐姆定律，極化內阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關係。常隨電流密度的對數增大而線性增加。

不同類型的電池內阻不同。相同類型的電池，由於內部化學特性的不一致，內阻也不一樣。電池的內阻很小，我們一般用毫歐的單位來定義它。內阻是衡量電池性能的一個重要技術指標。正常情況下，內阻小的電池的大電流放電能力強，內阻大的電池放電能力弱。

電池的內阻很小，我們一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。在一般的測量場合，我們要求電池的內阻測量精度誤差必須控制在正負5%以內。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來進行測量。

電池內阻的測量

電池的內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力,一般分為交流內阻和直流內阻,由於充電電池內阻很小,測直流內阻時由於電極容量極化,產生極化內阻,故無法測出其真實值,而測其交流內阻可免除極化內阻的影響,得出真實的內值。

交流內阻測試方法為:利用電池等效於一個有源電阻的特點,給電池一個1KHz,50mA的恆定電流,對其電壓採樣整流濾波等一系列處理從而精確地測量其阻值。

鋰離子電池內阻

對鋰離子電池而言,電池內阻分為歐姆內阻和極化內阻。 歐姆內阻由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成。極化內阻是指電化學反應時由極化引起的電阻，包括電化學極極化和濃差極化引起的電阻。

鋰離子電池的實際內阻是指電池在工作時，電流流過電池內部所受到的阻力。電池內阻大，（在電池正常使用過程中）會產生大量焦耳熱（根據公式：E=I^2RT）引起電池溫度升高，導致電池放電工作電壓降低，放電時間縮短，對電池性能、壽命等造成嚴重影響。

電池內阻大小的精確計算相當複雜，而且在電池使用過程中會不斷變化。根據經驗表明，鋰離子電池的體積越大，內阻越小；反之亦然。

改善電池內阻

用功能塗層對電池導電基材進行表面處理是一項突破性的技術創新，覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導電石墨和碳包覆粒，均勻、細膩地塗覆在鋁箔/銅箔上。它能提供極佳的靜態導電性能，收集活性物質的微電流，從而可以大幅度降低正/負極材料和集流之間的接觸電阻，並能提高兩者之間的附著能力，可減少粘結劑的使用量，進而使電池的整體性能產生顯著的提升。

導電塗層（塗碳鋁箔）對鋰電池的性能帶來以下提升

1. 降低電池內阻，抑制充放電循環過程中的動態內阻增幅；
2. 顯著提高電池組的一致性，降低電池組成本；
3. 提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片製造成本；
4. 減小極化，提高倍率性能，減低熱效應；
5. 防止電解液對集流體的腐蝕；
6. 綜合因子進而延長電池使用壽命。
7. 塗層厚度：常規單面厚1～3μm。

塗碳鋁箔/銅箔的性能優勢

1.顯著提高電池組使用一致性，大幅降低電池組成本。如：

· 明顯降低電芯動態內阻增幅；
· 提高電池組的壓差一致性；
· 延長電池組壽命 ;
· 大幅降低電池組成本。

2.提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片製造成本。如：

· 改善使用水性體系的正極材料和集電極的附著力；
· 改善納米級或亞微米級的正極材料和集電極的附著力；
· 改善鈦酸鋰或其他高容量負極材料和集電極的附著力；
· 提高極片製成合格率,降低極片製造成本。

塗碳鋁箔與光箔的電池極片粘附力測試圖

使用塗碳鋁箔後極片粘附力由原來10gf提高到60gf（用3M膠帶或百格刀法），粘附力顯著提高。

3.減小極化，提高倍率和克容量，提升電池性能。如：

· 部分降低活性材料中粘接劑的比例，提高克容量；
· 改善活性物質和集流體之間的電接觸；
· 減少極化，提高功率性能。

不同鋁箔的電池倍率性能圖

其中C-AL為塗碳鋁箔，E-AL為蝕刻鋁箔，U-AL為光鋁箔

4.保護集流體，延長電池使用壽命。如：

· 防止集流極腐蝕、氧化；
· 提高集流極表面張力，增強集流極的易塗覆性能；
· 可替代成本較高的蝕刻箔或用更薄的箔材替代原有的標準箔材。

不同鋁箔的電池循環曲線圖（200周）

其中（1）為光鋁箔，（2）為蝕刻鋁箔，（3）為塗碳鋁箔。

歐姆內阻

歐姆內阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結構、裝配等有關。