배경

배터리 충전 및 방전 중에는 내부 저항으로 인한 과전압이 용량에 영향을 미칩니다.배터리의 중요한 매개변수인 내부 저항은 배터리 성능 저하를 분석하기 위해 연구할 가치가 있습니다.배터리의 내부 저항에는 다음이 포함됩니다.

• 옴 내부 저항(R_Ω) –탭, 전해질, 분리막 및 기타 구성 요소의 저항입니다.
• 전송 내부 저항을 충전합니다(R_ct) –탭과 전해질을 통과하는 이온의 저항.이는 탭 반응의 어려움을 나타냅니다.일반적으로 전도성을 높여 이 저항을 줄일 수 있습니다.
• 분극저항(R_mt)는 리튬 이온의 밀도 불균일로 인해 발생하는 내부 저항입니다.음극그리고 양극.낮은 충전과 같은 상황에서는 분극 저항이 더 높아집니다.온도또는 높은 정격 요금.

일반적으로 우리는 ACIR 또는 DCIR을 측정합니다.ACIR은 1kHz AC 전류에서 측정된 내부 저항입니다.이 내부 저항은 옴 저항이라고도 알려져 있습니다.그만큼부족데이터의 문제점은 배터리의 성능을 직접적으로 보여줄 수 없다는 것입니다.DCIR은 전압이 연속적으로 변화하는 짧은 시간에 강제 정전류로 측정됩니다.순간 전류를 I라고 하면, 그 단기간의 전압 변화는 다음과 같습니다.ΔＵ, 옴 법칙에 따르면Ｒ=ΔＵ/ＩDCIR을 얻을 수 있습니다.DCIR은 옴 내부 저항뿐만 아니라 전하 이동 저항 및 분극 저항에 관한 것입니다.

중국 및 기타 국가의 표준 분석

It'리튬이온 배터리의 DCIR 연구는 항상 난제입니다.그것'이는 주로 리튬 이온 배터리의 내부 저항이 매우 작기 때문입니다. 일반적으로 몇 m에 불과합니다.Ω.한편, 능동 부품으로서 내부 저항을 직접 측정하는 것은 어렵습니다.또한 내부 저항은 온도, 충전 상태 등 환경 상태의 영향을 받습니다.다음은 DCIR 테스트 방법에 대해 언급된 표준입니다.

• 국제 표준:

IEC 61960-3: 2017:알칼리성 또는 기타 비산성 전해질을 포함하는 2차 전지 및 배터리 – 휴대용 애플리케이션을 위한 2차 리튬 전지 및 배터리 – 3부: 각형 및 원통형 리튬 2차 전지 및 이를 사용하여 만든 배터리.

IEC 62620:2014:알칼리성 또는 기타 비산성 전해질을 포함하는 2차 전지 및 배터리 – 산업 응용 분야에 사용되는 2차 리튬 전지 및 배터리.

• 일본:JIS C 8715-1:2018: 산업용 응용 분야에 사용되는 2차 리튬 셀 및 배터리 - 1부: 성능 테스트 및 요구 사항
• 중국에는 DCIR 테스트에 관한 관련 표준이 없습니다.

품종

테스트 방법은 다음과 같습니다.IEC 61960-3:2017,IEC 62620:2014그리고JIS C 8715-1:2018.주요 차이점은 다음과 같습니다.

1. 테스트 온도가 다릅니다.IEC 62620:2014 및JIS C 8715-1:20185를 규제한다℃IEC 61960-3:2017보다 주변 온도가 더 높습니다.온도가 낮을수록 전해질의 점도가 높아져 이온 이동이 낮아집니다.따라서 화학 반응이 느려지고 옴 저항과 분극 저항이 커져 DCIR이 증가하는 경향이 있습니다.
2. SoC는 다릅니다.필요한 SoCIEC 62620:2014그리고JIS C 8715-1:201850이다%±10%, 하는 동안IEC 61960-3:2017100%입니다.충전 상태는 DCIR에 큰 영향을 미칩니다.일반적으로 DCIR 테스트 결과는 SoC가 증가함에 따라 낮아집니다.이는 반응 과정과 관련이 있습니다.낮은 SoC에서,전하 이동 저항R_ct 더 높을 것이다;그리고R_ct DCIR과 같이 SoC가 증가하면 감소합니다.
3. 방전 기간이 다릅니다.IEC 62620:2014 및 JIS C 8715-1:2018은 다음보다 긴 방전 기간을 요구합니다.IEC 61960-3:2017.펄스 기간이 길면 DCIR의 증가 추세가 낮아지고 선형성에서 벗어나게 됩니다.그 이유는 펄스 시간이 증가하면 더 높은 펄스 시간이 발생하기 때문입니다.R_ct 그리고 된다우성.
4. 방전 전류가 다릅니다.그러나 방전 전류가 반드시 DCIR과 직접적인 관련이 있는 것은 아닙니다.관계는 다음에 의해 결정됩니다.그만큼설계.
5. 그렇지만JIS C 8715-1:2018~을 참고하여IEC 62620:2014, 그들은 높은 등급의 배터리에 대해 서로 다른 정의를 가지고 있습니다.IEC 62620:2014높은 등급의 배터리가 7.0C 이상의 전류를 방전할 수 있다고 정의합니다.W하일JIS C 8715-1:2018높은 정격 배터리를 정의하는 것은 3.5C로 방전할 수 있는 배터리입니다.

테스트 분석

아래는 DCIR 테스트 측정의 전압-시간 함수 차트입니다.곡선은 셀의 저항을 보여주므로 성능을 평가할 수 있습니다.

• 사진에 보이는 것처럼 빨간색 화살표는R_Ω. 이 값은 iR-drop과 관련이 있습니다.iR-drop은 전류 변화 후 급격한 전압 변화를 의미합니다.일반적으로 셀에 전기가 공급되면'sa 전압 강하.그러므로 우리는R_Ω 세포의 는0.49mΩ.
• 녹색 화살표는R_ct. R_ct 그리고R_mt 활성화하는 데 시간이 필요합니다.일반적으로 옴 전압이 떨어진 후에 발생합니다.의 가치R_ct 전류 변경 후 1ms 후에 측정 가능합니다.값은0.046mΩ.보통R_ct SoC가 상승하면 감소합니다.
• 파란색 화살표는 변화를 나타냅니다.R_mt. 리튬이온의 불균일한 확산으로 인해 전압이 계속 감소합니다.의 가치R_mt is 0.19mΩ 

결론

DCIR 테스트는 배터리 성능을 보여줄 수 있습니다.그것'이는 R&D에도 중요한 매개변수입니다.그러나 측정의 정확성을 유지하기 위해서는 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다.

• 배터리와 충방전 장비 간의 연결 방식을 고려해야 합니다.연결 저항은 가능한 한 낮아야 합니다.0.02mΩ).
• 전압 및 전류 수집 전선의 연결도 중요합니다.I탭의 같은 쪽에 연결하는 것이 더 낫습니다.수집선을 장비의 충전선에 연결하지 마십시오.
• 충전 및 방전 장비의 정확성과 응답 시간도 고려해야 합니다.응답 시간은 10ms를 넘지 않는 것이 좋습니다.응답 시간이 짧을수록 결과가 더 정확해집니다.