Cómo reducir la resistencia interna de las baterías de litio para mejorar el rendimiento de la batería

 

1. Conceptos básicos y definiciones de la batería de litio Resistencia interna:

1. Conceptos básicos:

La resistencia interna de una batería de litio se refiere a la resistencia a la corriente dentro de la batería. Las principales fuentes de resistencia interna son los efectos de resistencia y polarización de componentes como el electrolito, los materiales de electrodos positivos y negativos, y el diafragma dentro de la batería. El tamaño de la resistencia interna tiene un impacto directo en el estado de trabajo de la batería. Una resistencia interna más pequeña puede permitir que la batería emita un voltaje y corriente más estables durante la operación, mejorando así el rendimiento general de la batería. Por el contrario, una mayor resistencia interna hará que la batería genere más calor durante la descarga, reduciendo la eficiencia y la vida útil de la batería.

 

2. Clasificación de la batería de litio Resistencia interna:

La resistencia interna de una batería de litio se puede dividir en resistencia interna y resistencia interna de polarización.

 

(1) Resistencia interna óhmica: La resistencia interna óhmica se compone principalmente de materiales de electrodos, electrolitos, resistencia al diafragma y resistencia de contacto de varias partes, y está relacionado con factores como el tamaño, la estructura y el método de conexión de la batería. La resistencia interna óhmica refleja la resistencia inherente dentro de la batería, que siempre existe durante el proceso de carga y descarga de la batería.

 

(2) Resistencia interna de polarización: La resistencia interna de la polarización es la resistencia que aparece en el momento de la carga de corriente. Es la suma de los obstáculos a la transmisión de iones cargados causados ​​por varios factores dentro de la batería. La resistencia interna de polarización se puede dividir aún más en polarización electroquímica y polarización de concentración. La polarización electroquímica es causada por la tasa limitada de reacciones químicas en la superficie del electrodo, mientras que la polarización de la concentración es causada por la diferencia en la concentración de iones en el electrolito.

 

(3) Cálculo de la resistencia interna:El cálculo preciso de la resistencia interna es bastante complicado y continuará cambiando durante el uso de la batería. El tamaño de la resistencia interna generalmente se estima a través de experimentos o experiencia. En general, cuanto mayor sea el volumen de la batería de litio, menor es su resistencia interna. Esto se debe a que el volumen de la batería más grande puede proporcionar un canal de transmisión de iones más amplio, reduciendo la resistencia a la transmisión de iones. La resistencia interna de una batería de litio es uno de los indicadores importantes del rendimiento de la batería y se ve afectada por muchos factores.

 

2. El impacto de la batería de litio resistencia interna en el rendimiento de la batería:
1. Descarga de la batería de litio:
En términos de rendimiento de descarga, cuanto mayor es la resistencia interna de una batería de litio, más voltaje se pierde durante el proceso de descarga, lo que resulta en un voltaje de salida más bajo. Además, una mayor resistencia interna también limitará el tamaño de la corriente de salida. El tamaño de la resistencia interna de la batería de litio afecta directamente la capacidad de descarga de la batería. En escenarios en los que se requiere una alta potencia de salida, como la aceleración de vehículos eléctricos o la operación de alta carga de equipos electrónicos, las baterías de litio con una gran resistencia interna pueden no poder satisfacer la demanda, lo que resulta en la degradación del rendimiento.

 

2. Carga de baterías de litio:
En términos de rendimiento de carga, la resistencia interna también juega un papel clave. Cuando la resistencia interna es grande, la corriente de carga será limitada, lo que dará como resultado una velocidad de carga más lenta. Esto no solo prolonga el tiempo de carga, sino que también puede afectar la eficiencia de carga de la batería. Especialmente con la aplicación generalizada de la tecnología de carga rápida, reducir la resistencia interna se ha convertido en la clave para mejorar el rendimiento de la carga.

 

3. La resistencia interna también afecta la tasa de autolargo de las baterías de litio:
La autodescargo se refiere a la pérdida de energía debido a las reacciones químicas internas cuando la batería no está conectada a un circuito externo. Cuanto mayor sea la resistencia interna, mayor será la tasa de autodescargo, lo que también causará una pérdida rápida de potencia cuando la batería no esté en uso.

 

4. El impacto de la resistencia interna en las características de temperatura de las baterías de litio:
Las baterías de litio generan calor cuando trabajan, y cuanto mayor es la resistencia interna, más calor se genera. Esto no solo puede hacer que la temperatura de la batería aumente, sino que también afecte la estabilidad y la seguridad de la batería.

 

5. La resistencia interna también tiene un impacto importante en la vida útil del ciclo de las baterías de litio:
La vida del ciclo se refiere a la durabilidad de la batería durante el ciclo de carga y descarga. Cuanto mayor sea la resistencia interna, mayor es la pérdida de la batería durante el ciclo, lo que resulta en una disminución gradual en el rendimiento de la batería, lo que finalmente afecta la duración de la batería.

 

3. Estándares de resistencia interna de las baterías de litio:

1. La resistencia interna de la batería de iones de litio de 18650 actualmente común y relativamente excelente es de aproximadamente 12 miliohms, mientras que la resistencia interna ordinaria es alrededor de 13-15 miliohms. La impedancia afecta el rendimiento de la batería. En circunstancias normales, 50 miliohms es normal, y el rendimiento de la batería comienza a disminuir en 50-100 Milliohms. Más de 100 miliohms deben usarse en paralelo, y más de 200 miliohms son básicamente inutilizables.

 

2. Contenido que debe indicarse en la tabla de especificaciones de la batería de iones de litio:
La tabla de especificación de la batería de litio contiene muchos parámetros clave. El siguiente es un ejemplo simplificado de una tabla de especificación de batería de iones de litio:
(1) Modelo:Por ejemplo, ICR18650 (cilíndrico) o ICP103450 (cuadrado): modelo de batería de litio cilíndrica: como ICR18650, donde "ICR" indica una batería de litio cilíndrica, "18" indica un diámetro de 18 mm y "650" indica una altura de 65 mm.

Modelo de batería de litio cuadrado: como ICP103450, donde "ICP" puede indicar un tipo específico de batería de litio cuadrado, "10" indica un grosor de aproximadamente 10 mm, "34" indica un ancho de aproximadamente 34 mm, y "50" indica una altura de aproximadamente 50 mm. Voltaje: voltaje nominal de batería de litio único: 3.7V (voltaje nominal de batería de litio único: 3.6V, voltaje nominal de batería de fosfato de hierro de litio único: 3.2V)

(2) Rango de voltaje de funcionamiento: Para una sola batería de litio, generalmente es 2.5V -4. 2V (2.5V -4. 2V para batería de litio ternario, 2. 0 V -3. 65V para batería de fosfato de hierro litio). Para la batería, el voltaje aumenta en consecuencia de acuerdo con el número de cadenas.

(3) Capacidad:generalmente expresado en amperios-hora (AH) o miliamperios-hora (MAH). Por ejemplo, 10AH, 15AH, 120 mAh, 160 mAh, etc. La capacidad determina la cantidad de energía almacenada en la batería y generalmente está relacionada con el tamaño y el peso de la batería.

(4) Tipo de batería:Por ejemplo, la batería de iones de litio, la batería de polímero de litio, etc. Los diferentes tipos de baterías tienen diferentes características y requisitos de diseño.

(5) Peso: El peso de las baterías de litio varía según el modelo, la capacidad y el tipo. Por ejemplo, un paquete de batería de litio típico pesa {{0}} kg, mientras que una sola batería de litio puede pesar entre 2. 5-3. 0 kg.

(6) Resistencia interna:Incluye resistencia interna óhmica y resistencia interna de polarización. La resistencia interna óhmica se compone principalmente de materiales de electrodos, electrolitos, resistencia al diafragma y resistencia de contacto del colector y pestaña de corriente. La resistencia interna de polarización está relacionada con el proceso de reacción electroquímica de la batería.

(7) Otros parámetros:También incluya la velocidad de carga y descarga, el voltaje de corte de carga, el voltaje de corte de descarga, el rango de temperatura de funcionamiento, las condiciones de almacenamiento, etc.; Este es solo un ejemplo de hoja de especificación simplificada, y la hoja de especificación del producto real puede contener información y parámetros más detallados. Si necesita una hoja de especificación específica, consulte el manual de la batería de litio que compró o comuníquese con el fabricante para obtenerla.