La resistencia es una cantidad física que caracteriza el grado de obstrucción de los elementos del circuito a la transmisión de corriente. La resistencia interna (resistencia interna) de las baterías de litio es uno de los indicadores importantes para evaluar el rendimiento de las baterías. En aplicaciones prácticas, la resistencia interna de las baterías de litio tiene tres funciones importantes:

1. Puede usarse para evaluar el estado de la batería y predecir su vida útil.

2. Se puede utilizar para estimar el SOC de la batería.

3. El estado de conexión del circuito en el módulo de batería también se puede identificar midiendo la resistencia interna y se puede juzgar oportunamente cuando la conexión está suelta.

Cuando la corriente pasa a través del electrodo, el fenómeno de que el electrodo se desvía del potencial del electrodo de equilibrio se llama polarización de la batería, y la polarización genera el sobrepotencial. Comprender la polarización es importante para comprender la resistencia interna de la batería y sus relaciones correspondientes. En las baterías de litio, la polarización se puede dividir en tres categorías según la causa de la polarización:

1. Polarización óhmica: la batería se compone de materiales de electrodo, electrolito, diafragma y varias partes, la polarización óhmica es causada por la resistencia de la batería conectada a En cada parte, el valor de caída de voltaje sigue la ley óhmica, la corriente se reduce, la polarización se reduce inmediatamente, la corriente se detiene y desaparece inmediatamente.

2. Polarización electroquímica: después de encender la batería, la superficie del electrodo produce una reacción electroquímica; en este momento, la tasa de transferencia de carga de un paso en el proceso de reacción electroquímica no alcanza la impedancia de la tasa de descarga externa, la batería debe asignar un cierto voltaje para cumplir con la energía de activación de su tasa de transferencia. A medida que la corriente disminuye, la polarización disminuye significativamente en microsegundos. En consecuencia, la polarización electroquímica produce una resistencia interna electroquímica, también conocida como impedancia de transferencia de carga.

3. Polarización de concentración: debido al consumo de reactivos causado por la superficie del electrodo no se puede complementar a tiempo, lo que resulta en una diferencia de concentración de iones en la superficie de reacción, que es el resultado de la transferencia de material, es decir, polarización de concentración. Esta polarización disminuye con la corriente, disminuyendo o desapareciendo en la escala de macrosegundos (desde unos pocos segundos hasta decenas de segundos). En consecuencia, la polarización de la concentración produce una resistencia interna de la concentración, también conocida como impedancia de migración de iones de litio.

En la escala de tiempo, la polarización óhmica se completa instantáneamente, la polarización electroquímica se completa en el nivel de microsegundos y la polarización de concentración se completa en el segundo nivel.

Varios conceptos relacionados:

1. Resistencia óhmica interna: La polarización óhmica produce resistencia óhmica interna.

2. Resistencia interna de polarización: la resistencia causada por la polarización durante la reacción electroquímica, incluida la resistencia causada por la polarización electroquímica y la polarización de concentración, y el condensador de polarización en paralelo para formar un bucle de resistencia, utilizado para simular las características dinámicas de la generación de polarización de la batería. y proceso de eliminación.

Las baterías se pueden aproximar mediante el modelo de circuito equivalente de Thevenin, también conocido como modelo de primer orden, y sus relaciones de conexión se pueden mostrar en la siguiente figura. Donde, OCV es el voltaje de circuito abierto de la batería, Ro se llama resistencia interna en ohmios, Rp es la resistencia interna de polarización equivalente y Cp es la capacitancia de polarización equivalente.


Generalmente, los resultados de las pruebas comúnmente utilizados por las empresas se dividen en dos categorías: 1. Resistencia interna de la comunicación; 2 Resistencia interna de CC

Resistencia interna de CA: La resistencia interna de CA sirve para inyectar una señal de corriente sinusoidal I = Imaxsin (2πft) en los electrodos positivo y negativo de la batería y, al mismo tiempo, detecta la caída de voltaje U = Umaxsin (2πft +ψ) en ambos extremos de la batería, se puede derivar la impedancia de CA de la batería; Generalmente, la señal de corriente CA sinusoidal de 1 kHz se ingresa a los terminales positivo y negativo de la batería, y el valor paralelo de Rp y Cp de la batería a esta frecuencia es generalmente pequeño (nota: debido a que el capacitor está aproximadamente en cortocircuito bajo la señal de alta frecuencia), que puede ignorarse. Por lo tanto, la resistencia detectada por la señal de corriente CA es relativamente cercana al valor de la resistencia interna en ohmios Ro, y la resistencia interna de CA generalmente puede considerarse como la resistencia interna en ohmios de la batería; En la línea de producción de baterías, el medidor de resistencia interna se usa a menudo para medir la resistencia interna de la batería y se mide la resistencia de CA, que se usa principalmente para evaluar el proceso de producción del núcleo de la batería. A través de la forma de onda de voltaje, se puede evaluar el efecto de recubrimiento de los materiales de los electrodos positivos y negativos y se puede mejorar el efecto de soldadura de los electrodos.

Resistencia interna de CC: la resistencia interna de CC consiste en aplicar una señal de CC a la batería para probar la resistencia interna de la batería, generalmente una corriente de pulso constante. La resistencia interna de CC generalmente se puede considerar como la resistencia interna en ohmios + la impedancia de transferencia de carga + la impedancia de migración de iones de litio de la batería (la diferencia en los métodos de prueba conducirá a la ausencia de polarización de concentración, por lo que solo puede contener la resistencia interna en ohmios + impedancia de transferencia de carga).


La resistencia interna en ohmios está relacionada con el tamaño, la estructura y el ensamblaje de la batería, y su valor de resistencia no tiene nada que ver con el estado de carga y descarga, y casi no se ve afectado por el estado SOC.

La resistencia interna de polarización ocurre solo durante el proceso de carga y descarga de la batería, y la resistencia interna de polarización se ve afectada por el estado de SOC. Cuando el SOC de la batería está cerca del 0% o del 100%, su resistencia interna a la polarización es grande, y cuando el SOC está entre el 20% y el 80%, su resistencia interna a la polarización es relativamente pequeña. Y este fenómeno aumentará gradualmente con el aumento del número de ciclos de la batería. Porque después de muchos ciclos de la batería, la interfaz entre la sustancia activa del electrodo y el electrolito de la batería de iones de litio se degrada gradualmente, lo que resulta en un aumento de la impedancia electroquímica.

Método de prueba de resistencia interna CC:

Una vez finalizado el proceso de descarga, el voltaje de la batería rebotará debido a la existencia de polarización. La medición de la impedancia de CC sirve para calcular la resistencia interna de la batería utilizando la diferencia de voltaje entre el voltaje en el momento antes del final de la descarga y el voltaje después del final de la descarga. Específicamente, la batería se descarga con una corriente constante de tamaño I, como se muestra a continuación:




Registre y dibuje la curva de voltaje del terminal de la batería a lo largo del tiempo, y recopile la caída y el aumento de voltaje de la batería, como se muestra en la siguiente figura: En tiempo t0, se ingresa a la etapa inicial de descarga. Debido a la existencia de una resistencia interna de ohmios, el voltaje del terminal de la batería cae del punto A al punto B, y luego entra en la etapa de estabilización de descarga hasta que el voltaje cae al punto C (tiempo t1). En este momento, debido a la interrupción de la corriente, la caída de voltaje de la resistencia interna en ohmios desaparece y se puede observar que el voltaje aumenta hasta el punto D. Al mismo tiempo, debido a la existencia del capacitor polarizado, el voltaje del capacitor no puede cambia, y el voltaje de la batería se recupera gradualmente y entra en la etapa de recuperación de descarga, hasta que el capacitor polarizado en el punto E se descarga y el voltaje del terminal de la batería no cambia.


La resistencia interna de CC es igual al cambio de voltaje del terminal de la batería de la fase C->E dividido por la corriente de descarga I.

Método de prueba de resistencia de polarización:

consulte la figura anterior, en la etapa de recuperación de descarga, el voltaje en ambos extremos del capacitor de polarización Cp no cambia bruscamente y es igual al voltaje de la resistencia de polarización Rp, su valor es el valor de la etapa de recuperación de voltaje de la batería y la corriente que fluye a través de la resistencia de polarización Rp antes de detener la descarga es la corriente de descarga I. Por lo tanto, la polarización La resistencia Rp puede pasarse por D-. La fórmula de cálculo del cambio de voltaje terminal en la fase E es la siguiente: cambio de voltaje terminal dividido por la corriente de descarga I.