法國時高電池內(nèi)阻的基本知識電路圖
不同類型的電池內(nèi)阻不同。相同類型的電池,由于內(nèi)部化學特性的不一致,內(nèi)阻也不一樣。電池的內(nèi)阻很小,我們一般用毫歐的單位來定義它。內(nèi)阻是衡量電池性能的一個重要技術(shù)指標。正常情況下,內(nèi)阻小的電池的大電流放電能力強,內(nèi)阻大的電池放電能力弱。
在放電電路的原理圖上來說,我們可以把電池和內(nèi)阻拆開考慮,分為一個完全沒有內(nèi)阻的電源串接上一個阻值很小的電阻。此時如果外接的負載輕,那么分配在這個小電阻上的電壓就小,反之如果外接很重的負載,那么分配在這個小電阻上的電壓就比較大,就會有一部分功率被消耗在這個內(nèi)阻上(可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱,或者是一些復雜的逆向電化學反應)。一個可充電電池出廠時的內(nèi)阻是比較小的,但經(jīng)過長期使用后,由于電池內(nèi)部電解液的枯竭,以及電池內(nèi)部化學物質(zhì)活性的降低,這個內(nèi)阻會逐漸增加,直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出來,此時電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因為內(nèi)阻過大的原因而造成無使用價值,只好報廢。因此我們更應該注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。
一、內(nèi)阻不是一個固定的數(shù)值
麻煩的一點是,電池處于不同的電量狀態(tài)時,它的內(nèi)阻值不一樣;電池處于不同的使用壽命狀態(tài)下,它的內(nèi)阻值也不同。從技術(shù)的角度出發(fā),我們一般把電池的電阻分為兩種狀態(tài)考慮:充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻。
二、內(nèi)阻無法用一般的方法進行精確測量
或許大家會說,高中物理課上有教用簡單公式+電阻箱計算電池內(nèi)阻的方法……但物理課本上教的用電阻箱推算的算法精度太低,只能用于理論的教學,在實際應用上根本無法采用。電池的內(nèi)阻很小,我們一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。在一般的測量場合,我們要求電池的內(nèi)阻測量精度誤差必須控制在正負5%以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來進行測量。
三、目前行業(yè)中應用的電池內(nèi)阻測量方法
行業(yè)應用中,電池內(nèi)阻的精確測量是通過專用設(shè)備來進行的。下面我來說說行業(yè)中應用的電池內(nèi)阻測量方法。目前行業(yè)中應用的電池內(nèi)阻測量方法主要有以下兩種:
1.直流放電內(nèi)阻測量法
根據(jù)物理公式R=U/I,測試設(shè)備讓電池在短時間內(nèi)(一般為2~3秒)強制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A~80A的大電流),測量此時電池兩端的電壓,并按公式計算出當前的電池內(nèi)阻。
1.充電態(tài)內(nèi)阻指電池完全充滿電時的所測量到的電池內(nèi)阻。
2.放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后(放電到標準的截止電壓時)所測量到的電池內(nèi)阻。
一般情況下放電態(tài)的內(nèi)阻是不穩(wěn)定的,測量的結(jié)果也比正常值高出許多,而充電態(tài)內(nèi)阻相對比較穩(wěn)定,測量這個數(shù)值具有實際的比較意義。因此在電池的測量過程中,我們都以充電態(tài)內(nèi)阻做為測量的標準。
這種測量方法的精確度較高,控制得當?shù)脑,測量精度誤差可以控制在0.1%以內(nèi)。