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直流內阻與電池故障的關聯度

點擊次數:1430 發布時間:2023-03-21

大家在日常使用中,不知道直流內阻與電池故障的關聯,下面我來為大家介紹一下:

度電化學理論中有個蘭斯三定律,其中之一就是:電池的極限放電能力表征了電池的實際容量。這個極限放電能力值,其實就是電池的短路放電能力,用電極反應動力學來分析,就是電池的雙電層電容所儲存的電荷,電池剛剛開始放電時,在電池內部通過帶電離子擴散形成內電流循環尚未建立起來之前,單單依靠電池的雙電層電容所儲存的電荷放電建立的外電路電流循環的參數值,這個極限值反應了電池的雙電層電容所儲存的電荷量(對應的就是電池正負極活性物質表面積的大小)和電池內的除電解液離子擴散之外的直流電阻值,這個值,除了部分影響電池同時建立內、外電路電流循環穩定放電的故障因素(如電池初期失水、電解質分層等)外,基本反應了其他所有的故障因素,所以,業界普遍承認反應電池極限放電能力的直流內阻、與電池故障的相關度為70%左右。

上面所說的直流內阻,是電池在短路放電時的極限參數,與便攜式指針表(或者某些電池依次短時間的小電流放電模式)檢測的電池直流內阻有很大的差別,其一是指針表測試時人為引入的電阻遠遠大于電池的直流內阻,這個引入的電阻稍有變化(如指針表與電池電極連接的端子間接觸電阻就是一個變化值),就足以掩蓋電池內阻值;其二是由于受空間和散熱條件的限制,通過指針表進行的電池放電,其電流和時間是受控制的,遠遠達不到短路極限值的要求,是不滿足蘭斯定律的,其與電池故障的關聯度遠遠低于短路放電極限值下的70%。此外,對于大容量電池,電池的雙電層電容所儲存的電荷都是以法拉為單位來計量的,用這種方法放出的電量往往只能達到雙電層電容所儲存的電量的幾分之一,這就是指針表內阻計測試的電池內阻一致性很好,卻無法有效檢測出故障電池的原因,除非是電池壞死(壞死是指電池從浮充充滿電的狀態起剛剛開始放電時,這個電池的電壓就大幅低于其他電池了,這種就不是什么落后電池了),導致其雙電層電容所儲存的電荷只有正常值的幾分之一了,那些中間狀態和本身就是直流內阻檢測關聯度70%以外的故障,是根本發現不了的。一種消除引入電阻影響的變通方法是每個單體電池分別對固定的負載模塊大電流放電,觀察測試的直流內阻長期的變化,這種方法被美國Alber和國內的某些企業長期使用,缺點是設備體積巨大,連線復雜,目前已逐步放棄而轉向我們目前采用的分布式小模塊的監測方式。

要提高電池故障的檢測關聯度,不但要檢測電池的內阻,還需要分析電池的電極反應過程,利用系統本身負載作小于10%的淺放電過程即可,這也解決了放電所需負載和負載的散熱問題,這樣綜合電池淺放電中的動態直流內阻和電極反應過程中動力學參數的分析,可以大大提高測試方法與電池故障的關聯度。

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