電池 內(nèi)阻 基礎(chǔ)知識.doc

電池 內(nèi)阻 基礎(chǔ)知識不同類型的電池內(nèi)阻不同。相同類型的電池，由于內(nèi)部化學(xué)特性的不一致，內(nèi)阻也不一樣。電池的內(nèi)阻很小，我們一般用毫歐的單位來定義它。內(nèi)阻是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。正常情況下，內(nèi)阻小的電池的大電流放電能力強(qiáng)，內(nèi)阻大的電池放電能力弱。在放電電路的原理圖上來說，我們可以把電池和內(nèi)阻拆開考慮，分為一個(gè)完全沒有內(nèi)阻的電源串接上一個(gè)阻值很小的電阻。此時(shí)如果外接的負(fù)載輕，那么分配在這個(gè)小電阻上的電壓就小，反之如果外接很重的負(fù)載，那么分配在這個(gè)小電阻上的電壓就比較大，就會有一部分功率被消耗在這個(gè)內(nèi)阻上（可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱，或者是一些復(fù)雜的逆向電化學(xué)反應(yīng)）。一個(gè)可充電電池出廠時(shí)的內(nèi)阻是比較小的，但經(jīng)過長期使用后，由于電池內(nèi)部電解液的枯竭，以及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，這個(gè)內(nèi)阻會逐漸增加，直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出來，此時(shí)電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因?yàn)閮?nèi)阻過大的原因而造成無使用價(jià)值，只好報(bào)廢。因此我們更應(yīng)該注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。一、內(nèi)阻不是一個(gè)固定的數(shù)值麻煩的一點(diǎn)是，電池處于不同的電量狀態(tài)時(shí)，它的內(nèi)阻值不一樣；電池處于不同的使用壽命狀態(tài)下，它的內(nèi)阻值也不同。從技術(shù)的角度出發(fā)，我們一般把電池的電阻分為兩種狀態(tài)考慮：充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻。1.充電態(tài)內(nèi)阻指電池完全充滿電時(shí)的所測量到的電池內(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，測量的結(jié)果也比正常值高出許多，而充電態(tài)內(nèi)阻相對比較穩(wěn)定，測量這個(gè)數(shù)值具有實(shí)際的比較意義。因此在電池的測量過程中，我們都以充電態(tài)內(nèi)阻做為測量的標(biāo)準(zhǔn)。二、內(nèi)阻無法用一般的方法進(jìn)行精確測量或許大家會說，高中物理課上有教用簡單公式+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定義它。在一般的測量場合，我們要求電池的內(nèi)阻測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進(jìn)行測量。三、目前行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測量方法行業(yè)應(yīng)用中，電池內(nèi)阻的精確測量是通過專用設(shè)備來進(jìn)行的。下面我來說說行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測量方法。目前行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測量方法主要有以下兩種：1.直流放電內(nèi)阻測量法根據(jù)物理公式=/，測試設(shè)備讓電池在短時(shí)間內(nèi)（一般為23秒）強(qiáng)制通過一個(gè)很大的恒定直流電流（目前一般使用40A80A的大電流），測量此時(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。這種測量方法的精確度較高，控制得當(dāng)?shù)脑?，測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）只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量電池?zé)o法在23秒鐘內(nèi)負(fù)荷40A80A的大電流；（2）當(dāng)電池通過大電流時(shí)，電池內(nèi)部的電極會發(fā)生極化現(xiàn)象，產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測量時(shí)間必須很短，否則測出的內(nèi)阻值誤差很大；（3）大電流通過電池對電池內(nèi)部的電極有一定損傷。2.交流壓降內(nèi)阻測量法因?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），然后對其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運(yùn)放電路計(jì)算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的電池測量時(shí)間極短，一般在100毫秒左右。這種測量方法的精確度也不錯(cuò)，測量精度誤差一般在12之間。此法的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）使用交流壓降內(nèi)阻測量法可以測量幾乎所有的電池，包括小容量電池。筆記本電池電芯的內(nèi)阻測量一般都用這種辦法。（2）交流壓降測量法的測量精度很可能會受到紋波電流的影響，同時(shí)還有諧波電流干擾的可能。這對測量儀器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗(yàn)（3）用此法測量，對電池本身不會有太大的損害。（4）交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法。3.測試儀器的元件誤差及測試用的電池連接線問題無論是上述哪一種方法，都存在一些很容易被我們忽視的問題，那就是測試儀器本身的元件誤差和用于連接電池的測試線纜問題。因?yàn)橐獪y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），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)阻過大放不出電來，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。因此對于已經(jīng)老化的電池，我們即使想出很多辦法來“激活”它，比如大電流沖擊，小電流浮充，放冰箱等，但大多無濟(jì)于事，回天乏術(shù)。在了解了上述知識之后，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)阻也會不斷增加。建議大家還是要經(jīng)常使用電池來保持電池內(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題都出在電池？電池內(nèi)阻需要用專用的儀器測量.普通手機(jī)電池內(nèi)阻約為0.1歐姆.電流大小是受到電池保護(hù)電路的控制的,和內(nèi)阻關(guān)系不大.電池內(nèi)阻 電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí),電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力,一般分為交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻,由于充電電池內(nèi)阻很小,測直流內(nèi)阻時(shí)由于電極容量極化,產(chǎn)生極化內(nèi)阻,故無法測出其真實(shí)值,而測其交流內(nèi)阻可免除極化內(nèi)阻的影響,得出真實(shí)的內(nèi)值。交流內(nèi)阻測試方法為:利用電池等效于一個(gè)有源電阻的特點(diǎn),給電池一個(gè)1000HZ,50mA的恒定電流,對其電壓采樣整流濾波等一系列處理從而精確地測量其阻值。對鋰離子電池而言,電池內(nèi)阻分為歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。 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。極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)時(shí)由極化引起的電阻，包括電化學(xué)極極化和濃差極化引起的電阻。 鋰離子電池的實(shí)際內(nèi)阻是指電池在工作時(shí)，電流流過電