Cal é a resistencia interna dunha batería de litio?
Cando a corrente circula polo interior dunha batería, esta atopa resistencia, o que provoca unha diminución da tensión de funcionamento da batería. Esta resistencia chámase resistencia interna da batería. Debido á resistencia interna da batería, a tensión do terminal é inferior á forza electromotriz e á tensión de circuíto aberto-durante a descarga. Durante a carga, a tensión do terminal é superior á forza electromotriz e á tensión do circuíto aberto-. A resistencia interna da batería é un parámetro moi importante dunha fonte de enerxía química. Afecta directamente a tensión de funcionamento da batería, a corrente de funcionamento, a enerxía de saída e a potencia. Para unha fonte de enerxía química práctica, canto menor sexa a resistencia interna, mellor.
A resistencia interna da batería non é constante; varía durante a descarga dependendo da composición do material activo, a concentración de electrólitos, a temperatura da batería e o tempo de descarga. A resistencia interna da batería inclúe a resistencia interna óhmica (R₀) e a resistencia interna de polarización (Rf) que presentan os electrodos durante as reaccións electroquímicas. A suma destes dous chámase resistencia interna total da batería (Rw).
A resistencia interna óhmica está composta principalmente pola resistencia interna dos materiais dos electrodos, o electrólito, o separador e a resistencia de contacto de varios compoñentes. Está relacionado co tamaño da batería, a estrutura, o método de formación de electrodos (por exemplo, electrodos de pasta-e tubulares en baterías de chumbo-ácido, e electrodos de tipo caixa-sinterizados en pilas alcalinas) e a estanqueidade do conxunto. A resistencia interna óhmica obedece á lei de Ohm.
A resistencia interna de polarización refírese á resistencia interna causada pola polarización entre os electrodos positivos e negativos dunha fonte de enerxía química durante a reacción electroquímica. É a suma das resistencias causadas pola polarización e concentración electroquímicas
polarización.
A resistencia interna de polarización está relacionada coa natureza do material activo, a estrutura do electrodo e o proceso de fabricación da batería, especialmente en estreita relación coas condicións de funcionamento da batería; A corrente de descarga e a temperatura teñen un impacto significativo. Durante a descarga de alta densidade de corrente, tanto a polarización electroquímica como a polarización de concentración aumentan, podendo incluso provocar a pasivación do electrodo negativo, aumentando así a resistencia interna de polarización. As baixas temperaturas afectan negativamente á polarización electroquímica e á difusión iónica; polo tanto, a resistencia interna de polarización da batería tamén aumenta en condicións de baixa-temperatura. Polo tanto, a resistencia de polarización non é constante, senón que cambia coa taxa de descarga, a temperatura e outras condicións.
A expresión analítica da resistencia interna dunha batería é a seguinte:
Na fórmula, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Resistencia interna de polarización da batería;
b-O coeficiente de variación da tensión no terminal da batería en relación coa tensión no terminal da batería E en condicións de capacidade nominal cando a batería está cargada e descargada coa corrente Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-Resistencia do electrólito;
Rₑ(C)-Resistencia do electrodo. A resistencia do electrólito Rₑₗ e a resistencia do electrodo Rₑ son inversamente proporcionais á capacidade instantánea da batería;
iₐ, τ, C-Estado da corrente de carga e descarga da batería, a temperatura e a capacidade nese momento.
A resistencia interna da batería é relativamente pequena e moitas veces insignificante en moitas condicións de funcionamento. Non obstante, as baterías de enerxía para vehículos eléctricos adoitan funcionar en condicións de alta corrente e descarga profunda, o que orixina unha caída de tensión significativa causada pola resistencia interna. Neste caso, non se pode ignorar o impacto da resistencia interna en todo o circuíto.
