Care este rezistența internă a unei baterii cu litiu?
Când curentul trece prin interiorul unei baterii, acesta întâmpină rezistență, determinând o scădere a tensiunii de funcționare a bateriei. Această rezistență se numește rezistența internă a bateriei. Datorită rezistenței interne a bateriei, tensiunea la borne este mai mică decât forța electromotoare și tensiunea de circuit deschis-în timpul descărcării. În timpul încărcării, tensiunea la borne este mai mare decât forța electromotoare și tensiunea de circuit deschis-. Rezistența internă a bateriei este un parametru extrem de important al unei surse de energie chimică. Acesta afectează direct tensiunea de funcționare a bateriei, curentul de funcționare, energia de ieșire și puterea. Pentru o sursă practică de energie chimică, cu cât rezistența internă este mai mică, cu atât mai bine.
Rezistența internă a bateriei nu este constantă; acesta variază în timpul descărcării în funcție de compoziția materialului activ, concentrația de electrolit, temperatura bateriei și timpul de descărcare. Rezistența internă a bateriei include rezistența internă ohmică (R₀) și rezistența internă de polarizare (Rf) prezentată de electrozi în timpul reacțiilor electrochimice. Suma acestor două se numește rezistența internă totală a bateriei (Rw).
Rezistența internă ohmică este compusă în principal din rezistența internă a materialelor electrodului, electrolit, separator și rezistența de contact a diferitelor componente. Este legat de dimensiunea bateriei, structura, metoda de formare a electrozilor (de exemplu, electrozi de tip pastă-și tubulari în bateriile cu plumb-acid și electrozi de tip cutie-și sinterizați în bateriile alcaline) și etanșeitatea ansamblului. Rezistența internă ohmică respectă legea lui Ohm.
Rezistența internă de polarizare se referă la rezistența internă cauzată de polarizarea dintre electrozii pozitivi și negativi ai unei surse de energie chimică în timpul reacției electrochimice. Este suma rezistențelor cauzate de polarizarea și concentrarea electrochimică
polarizare.
Rezistența internă la polarizare este legată de natura materialului activ, structura electrodului și procesul de fabricare a bateriei, în special strâns legată de condițiile de funcționare ale bateriei; curentul de descărcare și temperatura au un impact semnificativ. În timpul descărcării cu densitate mare de curent, atât polarizarea electrochimică, cât și polarizarea concentrației cresc, potențial provocând chiar pasivarea electrodului negativ, crescând astfel rezistența internă de polarizare. Temperaturile scăzute afectează negativ polarizarea electrochimică și difuzia ionilor; prin urmare, rezistența internă de polarizare a bateriei crește și în condiții de temperatură scăzută. Prin urmare, rezistența de polarizare nu este o constantă, ci se modifică odată cu viteza de descărcare, temperatura și alte condiții.
Expresia analitică pentru rezistența internă a unei baterii este următoarea:
În formula, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Rezistența internă de polarizare a bateriei;
b-Coeficientul de variație a tensiunii la borna bateriei în raport cu tensiunea la borna bateriei E în condiții de capacitate nominală atunci când bateria este încărcată și descărcată cu curentul Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-Rezistența electrolitului;
Rₑ(C)-Rezistența electrodului. Rezistența electrolitului Rₑₗ și rezistența electrodului Rₑ sunt invers proporționale cu capacitatea instantanee a bateriei;
iₐ, τ, C-Curentul de încărcare și descărcare a bateriei, temperatura și starea capacității la acel moment.
Rezistența internă a bateriei este relativ mică și adesea neglijabilă în multe condiții de funcționare. Cu toate acestea, bateriile de putere pentru vehiculele electrice funcționează adesea în condiții de curent ridicat și de descărcare profundă, rezultând o cădere semnificativă de tensiune cauzată de rezistența internă. În acest caz, impactul rezistenței interne asupra întregului circuit nu poate fi ignorat.
