Hva er den interne motstanden til et litiumbatteri?
Når strøm flyter gjennom innsiden av et batteri, møter den motstand, noe som forårsaker en reduksjon i batteriets driftsspenning. Denne motstanden kalles batteriets indre motstand. På grunn av batteriets indre motstand er terminalspenningen lavere enn den elektromotoriske kraften og åpen-kretsspenning under utlading. Under lading er terminalspenningen høyere enn den elektromotoriske kraften og åpen-spenningen. Batteriets indre motstand er en ekstremt viktig parameter for en kjemisk strømkilde. Det påvirker direkte batteriets driftsspenning, driftsstrøm, utgangsenergi og effekt. For en praktisk kjemisk kraftkilde, jo lavere indre motstand, jo bedre.
Batteriets indre motstand er ikke konstant; den varierer under utlading avhengig av sammensetningen av det aktive materialet, elektrolyttkonsentrasjonen, batteritemperaturen og utladingstiden. Batteriets indre motstand inkluderer den ohmske indre motstanden (R₀) og den indre polarisasjonsmotstanden (Rf) som vises av elektrodene under elektrokjemiske reaksjoner. Summen av disse to kalles batteriets totale indre motstand (Rw).
Ohmisk indre motstand er hovedsakelig sammensatt av den indre motstanden til elektrodematerialer, elektrolytt, separator og kontaktmotstanden til forskjellige komponenter. Det er relatert til batteriets størrelse, struktur, elektrodeformingsmetode (f.eks. lime-type og rørformede elektroder i bly-syrebatterier, og boks-type og sintrede elektroder i alkaliske batterier), og monteringstetthet. Ohmisk indre motstand følger Ohms lov.
Polarisering intern motstand refererer til den interne motstanden forårsaket av polarisering mellom de positive og negative elektrodene til en kjemisk strømkilde under den elektrokjemiske reaksjonen. Det er summen av motstandene forårsaket av elektrokjemisk polarisering og konsentrasjon
polarisering.
Den indre polarisasjonsmotstanden er relatert til arten av det aktive materialet, elektrodestrukturen og batteriproduksjonsprosessen, spesielt nært knyttet til batteriets driftsforhold; utladningsstrøm og temperatur har en betydelig innvirkning. Under utladning med høy strømtetthet øker både elektrokjemisk polarisering og konsentrasjonspolarisering, og forårsaker til og med passivering av den negative elektroden, og øker dermed polarisasjonens indre motstand. Lave temperaturer påvirker elektrokjemisk polarisering og iondiffusjon negativt; derfor øker batteriets indre polarisasjonsmotstand også under lave-temperaturforhold. Derfor er polarisasjonsmotstanden ikke konstant, men endres med utladningshastigheten, temperaturen og andre forhold.
Det analytiske uttrykket for den interne motstanden til et batteri er som følger:
I formelen, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Batteripolarisering intern motstand;
b-Variasjonskoeffisienten for batteripolspenningen i forhold til batteripolspenningen E under nominelle kapasitetsforhold når batteriet lades og utlades med strøm Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-motstanden til elektrolytten;
Rₑ(C)-Elektrodemotstand. Elektrolyttmotstanden Rₑₗ og elektrodemotstanden Rₑ er omvendt proporsjonal med den øyeblikkelige kapasiteten til batteriet;
iₐ, τ, C-Batteriets lade- og utladingsstrøm, temperatur og kapasitetstilstand på det tidspunktet.
Batteriets indre motstand er relativt liten og ofte ubetydelig under mange driftsforhold. Imidlertid opererer strømbatterier for elektriske kjøretøy ofte under høye strømforhold og dype utladninger, noe som resulterer i et betydelig spenningsfall forårsaket av intern motstand. I dette tilfellet kan virkningen av intern motstand på hele kretsen ikke ignoreres.
