Hvad er batteriets interne modstand

I dette indlæg forsøger vi at undersøge batteriets interne modstand og forsøge at lære de kritiske egenskaber, der er involveret i dette batteriparameter.

Hvad er intern modstand af batteri

Den interne modstand (IR) af et batteri er grundlæggende niveauet af modstand mod passage af elektroner eller strøm gennem batteriet i en lukket sløjfe. Der er grundlæggende to faktorer, der påvirker den interne modstand i et bestemt batteri, nemlig elektronisk modstand og ionisk modstand. Den elektroniske modstand i forbindelse med den ioniske modstand betegnes traditionelt som den samlede effektive modstand

Den elektroniske modstand giver adgang til modstanden af ​​de praktiske komponenter, som kan omfatte metalovertræk og andre relevante tilknyttede materialer, og også på hvilket niveau disse materialer kan være i fysisk kontakt over hinanden.

Resultatet af de ovennævnte parametre relateret til dannelsen af ​​den samlede effektive modstand kunne være hurtig og kunne opleves inden for de første få fraktioner af millisekunder, efter at et batteri udsættes for belastning.

Hvad er ionisk modstand

Ionisk modstand er modstandsdygtigheden over for elektronpassage i batteriet som et resultat af en lang række elektrokemiske parametre, som kan omfatte elektrolytledningsevne, ionstrømning og elektrodeoverfladetværsnit.

Sådanne polariseringsresultater starter ret trægt i forhold til den elektroniske modstand, som tilsammen udgør den samlede effektive modstand, som normalt finder sted nogle millisekunder, efter at et batteri er påvirket under belastning.

En 1000 Hz impedanstestevaluering implementeres ofte for at indikere intern modstand. Impedans kaldes modstand, der tilbydes vekselstrømspassage gennem en given sløjfe. Som en konsekvens af den relativt høje frekvens på 1000 Hz, vil en vis grad af ionmodstand sandsynligvis muligvis ikke blive helt optaget.

I de fleste tilfælde vil 1000 Hz impedansbetydningen være under den samlede effektive modstandsværdi for det pågældende batteri. En impedanskontrol over et valgt frekvensområde kunne forsøges for at muliggøre en nøjagtig visning af den interne modstand.

Effekt af ionisk modstand

Effekten af ​​en elektronisk og ionisk modstand kunne identificeres, når opsætningen testes med en dobbeltimpulsinputverifikation. Denne test gør brug af en procedure til introduktion af et aktuelt batteri på et dæmpet baggrundsafløb, så afladningen først stabiliseres, inden pulseringen påbegyndes med en mere betydelig belastning i ca. 100 millisekunder.

Beregning af effektiv modstand

Ved hjælp af 'Ohms Law' evalueres den samlede effektive modstand let ved at dividere forskellen i spænding med forskellen i strømmen. Ved at henvise til evalueringen vist i (fig. 1), med en 5 mA stabiliseringsbelastning sammen med en 505 mA-puls, er forskellen i strøm 500 mA. Hvis spændingen afviger fra 1,485 til 1,378, kunne deltaspændingen være vidne til 0,107 volt, hvilket indikerer en samlet effektiv modstand på 0,107 volt / 500mA eller 0,214 ohm.

De karakteristiske effektive modstande for helt nye alkaliske, alkaliske batterier fra Energizer (gennem et 5 mA stabiliseringsafløb og straks med en 505 mA, 100 millisekund puls) kunne forventes at være omkring 150 til 300 milliohm, bestemt af den relative dimension.

Hvad er flashforstærkere

Flashforstærkere er desuden inkorporeret for at inducere en tilnærmelse af intern modstand. Flashforstærkere forstås som den maksimale strøm, som et batteri kan forventes at levere i betydeligt kortere tid.

Denne test udføres undertiden ved kortslutning af et batteri med en 0,01 ohm modstand et eller andet sted inden for 0,2 sekunder og registrering af lukket kredsløbsspænding. Strømcirkulationen via modstanden kunne bestemmes ved hjælp af ohmsloven og ved at dividere lukket kredsløbsspænding med 0,01 ohm.

Den åbne kredsløbsspænding før testen divideres med flashforstærkere for at opnå en tilnærmelse af intern modstand.

I betragtning af at Flash-forstærkere ikke kunne være let at bestemme perfekt, og OCV kunne beregnes under mange forhold, må denne måling kun anvendes for at opnå en generel tilnærmelse til intern modstand.

Spændingsfaldet på et batteri under belastning kan være i forhold til den samlede effektive modstand sammen med den aktuelle afløbshastighed.

Generelle oplysninger om det indledende spændingsfald under belastning estimeres typisk ved at multiplicere den samlede effektive modstand med det aktuelle afløb, der udsættes for batteriet.

Lad os sige, at et batteri med en intern modstand på 0,1 ohm aflades eller drænes med 1 amp.
Så ifølge Ohms lov:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 volt

Hvis vi betragter den åbne kredsløbsspænding som 1,6V, kunne battreyens forventede lukkede spænding skrives som:

1,6 - 0,1 = 1,5V.

Hvordan interne modstande øges

Generelt vil intern modstand øges i løbet af afladning forårsaget af de aktive komponenter i batteriet taget i brug.

Når det er sagt, er variationen i hele udledningen ikke ensartet. Batteriets kemiske sammensætning, afladningsintensitet, spredningshastighed og batteriets alder kan let påvirke den interne modstand under afladningen.

Vinterlige forhold kan resultere i de elektrokemiske tendenser, der materialiserer sig i batteriet for at bremse, hvilket resulterer i reduktion af ionaktivitet i elektrolytten. Til sidst ville intern modstand blive højere, da omgivende temperaturer sænkes

Grafen (fig. 2) viser temperaturresultatet på den samlede effektive modstand af et helt nyt Energizer E91 AA alkalisk batteri. Generelt kan intern modstand muligvis bestemmes i overensstemmelse med batteriets spændingsfald under anerkendte belastningsforhold.

Opnåelser kan blive påvirket af tilgang, indstillinger såvel som klimatiske begrænsninger. Den interne modstand af et batteri skal betragtes som en generisk tommelfingerregel snarere end som en nøjagtig størrelse, når det anvendes på det estimerede spændingsfald for en given applikation.