كيفية تقليل المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم لتحسين أداء البطارية

 

1. المفاهيم الأساسية وتعريفات بطارية الليثيوم المقاومة الداخلية:

1. المفاهيم الأساسية:

تشير المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم إلى مقاومة التيار داخل البطارية. المصادر الرئيسية للمقاومة الداخلية هي آثار المقاومة والاستقطاب للمكونات مثل المنحل بالكهرباء ، ومواد القطب الإيجابي والسلبي ، والحجاب الحاجز داخل البطارية. حجم المقاومة الداخلية له تأثير مباشر على حالة عمل البطارية. يمكن للمقاومة الداخلية الأصغر أن تمكن البطارية من إخراج جهد أكثر استقرارًا والتيار أثناء التشغيل ، وبالتالي تحسين الأداء الكلي للبطارية. على العكس من ذلك ، فإن المقاومة الداخلية الأكبر ستجعل البطارية تولد المزيد من الحرارة أثناء التفريغ ، مما يقلل من كفاءة البطارية وعمر الخدمة.

 

2. تصنيف مقاومة بطارية الليثيوم الداخلية:

يمكن تقسيم المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم إلى المقاومة الداخلية الأومية والمقاومة الداخلية للاستقطاب.

 

(1) مقاومة داخلية أوم: تتألف المقاومة الداخلية الأومية بشكل أساسي من مواد كهربائية ، والكهارل ، ومقاومة الحجاب الحاجز ، ومقاومة التلامس لأجزاء مختلفة ، وترتبط بعوامل مثل حجم والبنية وطريقة اتصال البطارية. تعكس المقاومة الداخلية الأومية المقاومة المتأصلة داخل البطارية ، والتي توجد دائمًا أثناء عملية شحن البطارية وتفريغها.

 

(2) الاستقطاب المقاومة الداخلية: الاستقطاب المقاومة الداخلية هي المقاومة التي تظهر في لحظة التحميل الحالي. هذا هو مجموع العقبات التي تحول دون انتقال الأيونات المشحونة الناجمة عن عوامل مختلفة داخل البطارية. يمكن تقسيم المقاومة الداخلية للاستقطاب إلى الاستقطاب الكهروكيميائي واستقطاب التركيز. يحدث الاستقطاب الكهروكيميائي بسبب المعدل المحدود للتفاعلات الكيميائية على سطح القطب ، في حين أن استقطاب التركيز ناتج عن الفرق في تركيز الأيونات في المنحل بالكهرباء.

 

(3) حساب المقاومة الداخلية:الحساب الدقيق للمقاومة الداخلية معقد للغاية وسيستمر في التغيير أثناء استخدام البطارية. عادة ما يتم تقدير حجم المقاومة الداخلية من خلال التجارب أو الخبرة. بشكل عام ، كلما زاد حجم بطارية الليثيوم ، كان مقاومته الداخلية أصغر. وذلك لأن حجم البطارية الأكبر يمكن أن يوفر قناة نقل أيون أوسع ، مما يقلل من مقاومة انتقال أيون. تعد المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم واحدة من المؤشرات المهمة لأداء البطارية وتتأثر بالعديد من العوامل.

 

2. تأثير مقاومة بطارية الليثيوم الداخلية على أداء البطارية:
1. تصريف بطارية الليثيوم:
فيما يتعلق بأداء التفريغ ، كلما زادت المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم ، يتم فقدان الجهد بشكل أكبر أثناء عملية التفريغ ، مما يؤدي إلى انخفاض جهد الناتج. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المقاومة الداخلية الأكبر ستحد أيضًا من حجم تيار الإخراج. يؤثر حجم المقاومة الداخلية لبطارية الليثيوم بشكل مباشر على سعة تصريف البطارية. في السيناريوهات التي يلزم فيها إنتاج الطاقة العالية ، مثل تسارع السيارة الكهربائية أو التشغيل العالي الحمل للمعدات الإلكترونية ، قد لا تكون بطاريات الليثيوم ذات المقاومة الداخلية الكبيرة قادرة على تلبية الطلب ، مما يؤدي إلى تحلل الأداء.

 

2. شحن بطاريات الليثيوم:
فيما يتعلق بأداء الشحن ، تلعب المقاومة الداخلية أيضًا دورًا رئيسيًا. عندما تكون المقاومة الداخلية كبيرة ، فإن تيار الشحن سيكون محدودًا ، مما يؤدي إلى سرعة شحن أبطأ. هذا لا يطيل فقط وقت الشحن ، ولكن قد يؤثر أيضًا على كفاءة الشحن للبطارية. خاصة مع التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا الشحن السريع ، أصبح تقليل المقاومة الداخلية هو المفتاح لتحسين أداء الشحن.

 

3. تؤثر المقاومة الداخلية أيضًا على معدل تفريغ الذات لبطاريات الليثيوم:
تشير التفريغ الذاتي إلى فقدان الطاقة بسبب التفاعلات الكيميائية الداخلية عندما لا تكون البطارية متصلة بدائرة خارجية. كلما زادت المقاومة الداخلية ، زاد معدل تفريغ الذات ، مما سيؤدي أيضًا إلى فقدان الطاقة السريع عندما لا تكون البطارية قيد الاستخدام.

 

4. تأثير المقاومة الداخلية على خصائص درجة حرارة بطاريات الليثيوم:
تولد بطاريات الليثيوم الحرارة عند العمل ، وكلما زادت المقاومة الداخلية ، كلما تم إنشاء المزيد من الحرارة. قد لا يتسبب هذا في ارتفاع درجة حرارة البطارية فحسب ، بل يؤثر أيضًا على استقرار وسلامة البطارية.

 

5. المقاومة الداخلية لها أيضًا تأثير مهم على دورة دورة بطاريات الليثيوم:
تشير دورة دورة الدراجة إلى متانة البطارية أثناء دورة الشحن والتفريغ. كلما زادت المقاومة الداخلية ، زاد فقدان البطارية خلال الدورة ، مما أدى إلى انخفاض تدريجي في أداء البطارية ، مما يؤثر في النهاية على عمر البطارية.

 

3. معايير المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم:

1. المقاومة الداخلية لبطارية ليثيوم أيون 18650 الشائعة نسبيًا حوالي 12 ميليو ، في حين أن المقاومة الداخلية العادية موجودة حول 13-15 milliohms. المعاوقة تؤثر على أداء البطارية. في ظل الظروف العادية ، يكون 50 مللي أمهات طبيعيًا ، ويبدأ أداء البطارية في الانخفاض في 50-100 milliohms. يجب استخدام أكثر من 100 مللي أمهات بالتوازي ، وأكثر من 200 مللي أمهات غير صالحة للاستخدام بشكل أساسي.

 

2. المحتويات التي يجب الإشارة إليها في جدول مواصفات بطارية الليثيوم أيون:
يحتوي جدول مواصفات بطارية الليثيوم على العديد من المعلمات الرئيسية. فيما يلي مثال مبسط لجدول مواصفات بطارية الليثيوم أيون:
(1) النموذج:على سبيل المثال ، ICR18650 (أسطواني) ، أو ICP103450 (مربع): نموذج بطارية الليثيوم الأسطواني: مثل ICR18650 ، حيث يشير "ICR" إلى بطارية ليثيوم أسطواني "18"

طراز بطارية الليثيوم المربع: مثل ICP103450 ، حيث قد يشير "ICP" إلى نوع معين من بطارية الليثيوم المربعة ، "10" يشير إلى أن سمك ما يقرب من 10 مم ، "34" يشير إلى عرض حوالي 34 مم ، و "50" يشير إلى ارتفاع حوالي 50 ملم. الجهد: الجهد الاسمي لبطارية الليثيوم المفردة: 3.7 فولت (الجهد الاسمي لبطارية ليثيوم واحدة: 3.6 فولت ، الجهد الاسمي لبطارية فوسفات الحديد الليثيوم المفرد: 3.2 فولت)

(2) نطاق الجهد العاملة: بالنسبة لبطارية ليثيوم واحدة ، عادة ما يكون 2.5V -4. 2v (2.5v -4. بالنسبة لحزمة البطارية ، يزداد الجهد وفقًا لعدد الأوتار.

(3) القدرة:عادة ما يتم التعبير عنها في ساعة أمبير (AH) أو Milliampere-Hour (MAH). على سبيل المثال ، 10ah ، 15ah ، 120mAh ، 160mAh ، إلخ. تحدد السعة كمية الطاقة المخزنة في البطارية وعادة ما تكون مرتبطة بحجم ووزن البطارية.

(4) نوع البطارية:على سبيل المثال ، بطارية الليثيوم أيون ، وبطارية بوليمر الليثيوم ، وما إلى ذلك. أنواع مختلفة من البطاريات لها خصائص مختلفة ومتطلبات التصميم.

(5) الوزن: يختلف وزن بطاريات الليثيوم اعتمادًا على النموذج والقدرة والنوع. على سبيل المثال ، تزن حزمة بطارية الليثيوم النموذجية {{0}} kg ، في حين أن بطارية ليثيوم واحدة قد تزن بين 2. 5-3. 0 كجم.

(6) المقاومة الداخلية:يشمل المقاومة الداخلية الأوميكية والمقاومة الداخلية للاستقطاب. تتكون المقاومة الداخلية الأومية بشكل أساسي من مواد كهربائية ، والكهرباء ، ومقاومة الحجاب الحاجز ، ومقاومة التلامس للمجمع الحالي وعلامة التبويب. ترتبط المقاومة الداخلية الاستقطاب بعملية التفاعل الكهروكيميائي للبطارية.

(7) معلمات أخرى:تشمل أيضًا معدل الشحن والتفريغ ، وجهد قطع الشحن ، وجهد قطع التفريغ ، ومدى درجة حرارة التشغيل ، وظروف التخزين ، وما إلى ذلك ؛ هذا ليس سوى مثال ورقة مواصفات مبسطة ، وقد تحتوي ورقة مواصفات المنتج الفعلية على معلومات ومعلمات أكثر تفصيلاً. إذا كنت بحاجة إلى ورقة مواصفات محددة ، فيرجى الرجوع إلى دليل بطارية الليثيوم التي اشتريتها أو الاتصال بالمصنع للحصول عليها.