เมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียม ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ยังคงลดลง โดยหลักแล้วเนื่องจากความจุลดลง ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น กำลังไฟตก ฯลฯ การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้รับผลกระทบจากสภาวะการใช้งานต่างๆ เช่น อุณหภูมิและความลึกของการคายประจุ ดังนั้น ปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จึงได้อธิบายไว้ในแง่ของการออกแบบโครงสร้างแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพของวัตถุดิบ กระบวนการผลิต และสภาพการใช้งาน

ความต้านทานคือความต้านทานที่แบตเตอรี่ลิเธียมได้รับเมื่อกระแสไฟไหลภายในแบตเตอรี่เมื่อทำงาน โดยทั่วไป ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมจะแบ่งออกเป็นความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกและความต้านทานภายในแบบโพลาไรซ์ ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกประกอบด้วยวัสดุอิเล็กโทรด อิเล็กโทรไลต์ ความต้านทานไดอะแฟรม และความต้านทานการสัมผัสของแต่ละส่วน ความต้านทานภายในของโพลาไรซ์หมายถึงความต้านทานที่เกิดจากโพลาไรซ์ระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ซึ่งรวมถึงความต้านทานภายในของโพลาไรซ์เคมีไฟฟ้าและความต้านทานภายในที่มีความเข้มข้นของโพลาไรซ์ ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกของแบตเตอรี่นั้นพิจารณาจากค่าการนำไฟฟ้าทั้งหมดของแบตเตอรี่ และความต้านทานภายในแบบโพลาไรซ์ของแบตเตอรี่นั้นพิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เฟสของแข็งของลิเธียมไอออนในวัสดุที่ใช้งานอิเล็กโทรด

ความต้านทานโอห์ม

ความต้านทานโอห์มมิกส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสามส่วน ส่วนหนึ่งคืออิมพีแดนซ์อิออน อีกส่วนหนึ่งคืออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ และที่สามคืออิมพีแดนซ์สัมผัส เราหวังว่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมจะมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เราจึงจำเป็นต้องใช้มาตรการเฉพาะเพื่อลดความต้านทานภายในของโอห์มมิกสำหรับสามรายการนี้

อิมพีแดนซ์ไอออน

ความต้านทานไอออนของแบตเตอรี่ลิเธียมหมายถึงความต้านทานต่อการส่งไอออนลิเธียมภายในแบตเตอรี่ ในแบตเตอรี่ลิเธียม ความเร็วในการเคลื่อนตัวของลิเธียมไอออนและความเร็วในการนำอิเล็กตรอนมีบทบาทสำคัญเท่าเทียมกัน และความต้านทานไอออนจะได้รับผลกระทบจากวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบ ตัวคั่น และอิเล็กโทรไลต์เป็นหลัก เพื่อลดอิมพีแดนซ์อิออน คุณต้องดำเนินการดังต่อไปนี้:

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุบวกและลบและอิเล็กโทรไลต์มีความสามารถในการเปียกน้ำได้ดี

จำเป็นต้องเลือกความหนาแน่นของการบดอัดที่เหมาะสมเมื่อออกแบบชิ้นขั้ว หากความหนาแน่นของการบดอัดมากเกินไป อิเล็กโทรไลต์จะไม่สามารถแทรกซึมได้ง่าย ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานไอออน สำหรับชิ้นส่วนขั้วลบ หากฟิล์ม SEI เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุแอคทีฟระหว่างการชาร์จครั้งแรกและการปล่อยประจุมีความหนาเกินไป ก็จะเพิ่มความต้านทานไอออนด้วย ขณะนี้จำเป็นต้องปรับกระบวนการสร้างแบตเตอรี่เพื่อแก้ปัญหา

อิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์ต้องมีความเข้มข้น ความหนืด และการนำไฟฟ้าที่เหมาะสม เมื่อความหนืดของอิเล็กโทรไลต์สูงเกินไป จะไม่เอื้อต่อการแทรกซึมระหว่างอิเล็กโทรไลต์กับวัสดุแอกทีฟของอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ ในเวลาเดียวกัน อิเล็กโทรไลต์ยังต้องการความเข้มข้นต่ำ ความเข้มข้นสูงเกินไปก็ไม่เอื้อต่อการไหลและการแทรกซึมของอิเล็กโทรไลต์ ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อความต้านทานไอออน ซึ่งเป็นตัวกำหนดการย้ายถิ่นของไอออน

อิทธิพลของไดอะแฟรมต่อความต้านทานไอออน

ปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักของไดอะแฟรมต่อความต้านทานไอออน ได้แก่ การกระจายอิเล็กโทรไลต์ในไดอะแฟรม พื้นที่ไดอะแฟรม ความหนา ขนาดรูพรุน ความพรุน และค่าสัมประสิทธิ์ความบิดเบี้ยว สำหรับไดอะแฟรมเซรามิก จำเป็นต้องป้องกันไม่ให้อนุภาคเซรามิกไปปิดกั้นรูพรุนของไดอะแฟรมซึ่งไม่เอื้อต่อการเคลื่อนที่ของไอออน ในขณะที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอิเล็กโทรไลต์ถูกแทรกซึมเข้าไปในไดอะแฟรมอย่างสมบูรณ์ ไม่ควรมีอิเล็กโทรไลต์ส่วนเกินเหลืออยู่ ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์

อิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถปรับปรุงได้จากแง่มุมต่างๆ เช่น วัสดุและกระบวนการ

แผ่นบวกและลบ

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ของเพลตบวกและลบคือ: การสัมผัสระหว่างวัสดุแอคทีฟและตัวสะสมปัจจุบัน ปัจจัยของวัสดุแอคทีฟเอง และพารามิเตอร์ของเพลต วัสดุที่ใช้งานควรสัมผัสอย่างเต็มที่กับพื้นผิวของตัวสะสมกระแสไฟ ซึ่งพิจารณาได้จากฟอยล์ทองแดงของตัวสะสมปัจจุบัน วัสดุฐานฟอยล์อะลูมิเนียม และการยึดเกาะของผงอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ ความพรุนของสิ่งมีชีวิตเอง ผลพลอยได้บนพื้นผิวของอนุภาค และการผสมที่ไม่สม่ำเสมอกับสารนำไฟฟ้า ฯลฯ จะทำให้อิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์เปลี่ยนแปลง พารามิเตอร์แผ่นขั้วเช่นความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิตมีขนาดเล็กเกินไป ช่องว่างระหว่างอนุภาคมีขนาดใหญ่เกินไป ซึ่งไม่เอื้อต่อการนำอิเล็กตรอน

กะบังลม

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ของไดอะแฟรม ได้แก่ ความหนาของไดอะแฟรม ความพรุน และผลพลอยได้ในกระบวนการประจุและคายประจุ สองข้อแรกเข้าใจง่าย หลังจากที่ถอดแบตเตอรี่แล้ว มักพบชั้นวัสดุสีน้ำตาลหนาบนตัวคั่น ซึ่งรวมถึงอิเล็กโทรดลบกราไฟต์และผลพลอยได้จากปฏิกิริยา ซึ่งจะปิดกั้นรูพรุนของไดอะแฟรมและลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

สารตั้งต้นตัวสะสมปัจจุบัน

วัสดุ ความหนา ความกว้างของตัวสะสมกระแส และระดับของการสัมผัสกับแถบนั้นล้วนส่งผลต่ออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวสะสมปัจจุบันจำเป็นต้องเลือกพื้นผิวที่ไม่ได้รับการออกซิไดซ์และไม่มีการปนเปื้อน มิฉะนั้นจะส่งผลต่ออิมพีแดนซ์ การเชื่อมที่ไม่ดีระหว่างฟอยล์ทองแดงกับอลูมิเนียมและแถบจะส่งผลต่ออิมพีแดนซ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วย

ความต้านทานการติดต่อ

ความต้านทานการสัมผัสเกิดขึ้นระหว่างหน้าสัมผัสระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมฟอยล์กับวัสดุที่ทำงานอยู่ และต้องให้ความสนใจกับการยึดเกาะของอิเล็กโทรดเพสต์ขั้วบวกและขั้วลบ

ความต้านทานภายในโพลาไรซ์

เมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรด ปรากฏการณ์ที่ศักย์ไฟฟ้าเบี่ยงเบนจากศักย์ไฟฟ้าดุลยภาพเรียกว่าขั้วอิเล็กโทรด โพลาไรเซชันประกอบด้วยโพลาไรซ์แบบโอห์มมิก โพลาไรซ์แบบไฟฟ้าเคมี และโพลาไรเซชันแบบเข้มข้น ความต้านทานโพลาไรซ์หมายถึงความต้านทานภายในที่เกิดจากโพลาไรซ์ของอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบของแบตเตอรี่ระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี สามารถสะท้อนถึงความสม่ำเสมอภายในของแบตเตอรี่ แต่ไม่เหมาะสำหรับการผลิตเนื่องจากอิทธิพลของการทำงานและวิธีการ ความต้านทานโพลาไรซ์ภายในไม่คงที่ และจะเปลี่ยนแปลงตามเวลาระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ เนื่องจากองค์ประกอบของสารออกฤทธิ์ ความเข้มข้นและอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกเป็นไปตามกฎของโอห์ม และความต้านทานภายในแบบโพลาไรซ์จะเพิ่มขึ้นตามความหนาแน่นกระแสที่เพิ่มขึ้น แต่มันไม่ใช่ความสัมพันธ์เชิงเส้น มันมักจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อลอการิทึมของความหนาแน่นกระแสเพิ่มขึ้น

อิทธิพลการออกแบบโครงสร้าง

ในการออกแบบโครงสร้างแบตเตอรี่ นอกเหนือจากการโลดโผนและการเชื่อมโครงสร้างแบตเตอรี่แล้ว จำนวน ขนาด และตำแหน่งของแท็บแบตเตอรี่จะส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ในระดับหนึ่ง การเพิ่มจำนวนแท็บสามารถลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตำแหน่งของแท็บยังส่งผลต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ด้วย ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่แบบมีแผลที่มีตำแหน่งแท็บที่ส่วนหัวของชิ้นขั้วบวกและขั้วลบจะมีขนาดใหญ่ที่สุด เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบแผล แบตเตอรี่แบบเคลือบจะเทียบเท่ากับแบตเตอรี่ขนาดเล็กหลายสิบก้อนแบบขนานกัน , ความต้านทานภายในของมันมีขนาดเล็กลง.

ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวัตถุดิบ

Positive and negative active materials

ในแบตเตอรี่ลิเธียม วัสดุอิเล็กโทรดบวกคือด้านที่เก็บลิเธียม ซึ่งจะกำหนดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมมากกว่า วัสดุอิเล็กโทรดบวกส่วนใหญ่ปรับปรุงการนำไฟฟ้าระหว่างอนุภาคผ่านการเคลือบและการเติม ตัวอย่างเช่น การเติม Ni ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของพันธะ PO ทำให้โครงสร้างของ LiFePO4 / C เสถียร ปรับปริมาตรของเซลล์ให้เหมาะสม และสามารถลดความต้านทานการถ่ายโอนประจุของวัสดุอิเล็กโทรดบวกได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเพิ่มขึ้นอย่างมากของโพลาไรซ์การเปิดใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปิดใช้งานโพลาไรซ์ของอิเล็กโทรดลบ เป็นสาเหตุหลักของการโพลาไรซ์ที่รุนแรง การลดขนาดอนุภาคของอิเล็กโทรดลบสามารถลดโพลาไรซ์แบบแอคทีฟของอิเล็กโทรดเชิงลบได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อขนาดอนุภาคเฟสของแข็งของอิเล็กโทรดลบลดลงครึ่งหนึ่ง โพลาไรซ์แบบแอคทีฟสามารถลดลง 45% ดังนั้นในแง่ของการออกแบบแบตเตอรี่ การวิจัยเกี่ยวกับการปรับปรุงวัสดุที่เป็นบวกและลบเองจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เช่นกัน

ตัวนำไฟฟ้า

กราไฟท์และคาร์บอนแบล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านแบตเตอรี่ลิเธียมเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดี เมื่อเทียบกับสารนำไฟฟ้าที่มีกราไฟท์ อิเล็กโทรดขั้วบวกที่มีสารนำไฟฟ้าที่มีคาร์บอนแบล็กมีประสิทธิภาพอัตราแบตเตอรี่ที่ดีกว่า เนื่องจากสารนำไฟฟ้าที่มีกราไฟต์มีสัณฐานของอนุภาคที่เป็นขุย ซึ่งทำให้การบิดเบี้ยวของรูพรุนเพิ่มขึ้นอย่างมากในอัตราที่สูง และ การแพร่กระจายเฟสของเหลว Li เกิดขึ้นได้ง่าย ปรากฏการณ์ที่กระบวนการจำกัดความสามารถในการปลดปล่อย แบตเตอรี่ที่เติม CNT จะมีความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า เนื่องจากเมื่อเปรียบเทียบกับจุดสัมผัสระหว่างกราไฟท์/คาร์บอนแบล็คกับวัสดุที่ใช้งาน ท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นใยจะสัมผัสกับวัสดุที่ออกฤทธิ์ ซึ่งสามารถลดอิมพีแดนซ์ส่วนต่อประสานของแบตเตอรี่ได้

นักสะสมปัจจุบัน

การลดความต้านทานส่วนต่อประสานระหว่างตัวสะสมกระแสไฟกับวัสดุที่ใช้งาน และการปรับปรุงความแข็งแรงพันธะระหว่างทั้งสองเป็นวิธีที่สำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม การเคลือบสารเคลือบคาร์บอนนำไฟฟ้าบนพื้นผิวของอลูมิเนียมฟอยล์และการเคลือบโคโรนาบนอลูมิเนียมฟอยล์สามารถลดอิมพีแดนซ์ส่วนต่อประสานของแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับอลูมิเนียมฟอยล์ธรรมดา การใช้ฟอยล์อลูมิเนียมเคลือบคาร์บอนสามารถลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้ประมาณ 65% และสามารถลดการเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ระหว่างการใช้งาน ความต้านทานภายใน AC ของอลูมิเนียมฟอยล์ที่เคลือบด้วยโคโรนาสามารถลดลงได้ประมาณ 20% ในช่วง SOC 20% ~ 90% ที่ใช้กันทั่วไป ความต้านทานภายใน DC โดยรวมจะค่อนข้างเล็ก และการเพิ่มขึ้นจะค่อยๆ น้อยลงเมื่อความลึกของการคายประจุเพิ่มขึ้น

กะบังลม

การนำไอออนภายในแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของ Li ion ในอิเล็กโทรไลต์ผ่านไดอะแฟรมที่มีรูพรุน การดูดซับของเหลวและความสามารถในการทำให้เปียกของไดอะแฟรมเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างช่องทางการไหลของไอออนที่ดี เมื่อไดอะแฟรมมีอัตราการดูดซึมของเหลวและโครงสร้างที่มีรูพรุนสูงขึ้น ก็สามารถปรับปรุงได้ การนำไฟฟ้าลดอิมพีแดนซ์ของแบตเตอรี่และปรับปรุงประสิทธิภาพของอัตราแบตเตอรี่ เมื่อเทียบกับเมมเบรนพื้นฐานทั่วไป ไดอะแฟรมเซรามิกและไดอะแฟรมเคลือบยางไม่เพียงแต่ปรับปรุงความต้านทานการหดตัวที่อุณหภูมิสูงของไดอะแฟรมได้อย่างมาก แต่ยังเพิ่มการดูดซึมของเหลวและความสามารถในการทำให้เปียกของไดอะแฟรม การเพิ่มการเคลือบ SiO2 เซรามิกบนไดอะแฟรม PP สามารถทำให้ไดอะแฟรมดูดซับของเหลว ปริมาตรเพิ่มขึ้น 17% การเคลือบ 1μm PVDF-HFP บนไดอะแฟรมคอมโพสิต PP/PE อัตราการดูดซึมของเหลวของไดอะแฟรมเพิ่มขึ้นจาก 70% เป็น 82% และความต้านทานภายในของเซลล์ลดลงมากกว่า 20%

จากแง่มุมของกระบวนการผลิตและสภาพการใช้งาน ปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ ได้แก่:

ปัจจัยกระบวนการส่งผลกระทบต่อ

การผลิตเยื่อกระดาษ

ความสม่ำเสมอของการกระจายตัวของสารละลายในระหว่างการผสมจะส่งผลต่อว่าสารนำไฟฟ้าสามารถกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในวัสดุที่ใช้งานเมื่อสัมผัสใกล้ชิดกับมันหรือไม่ ซึ่งสัมพันธ์กับความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ โดยการเพิ่มการกระจายความเร็วสูง สามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอของการกระจายของสารละลาย และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเล็กลง การเพิ่มสารลดแรงตึงผิวจะทำให้การกระจายตัวของสารนำไฟฟ้าในอิเล็กโทรดมีความสม่ำเสมอยิ่งขึ้น และสามารถลดโพลาไรซ์ของไฟฟ้าเคมีได้ และสามารถเพิ่มแรงดันการปลดปล่อยค่ามัธยฐานได้

การเคลือบผิว

ความหนาแน่นของพื้นที่เป็นตัวแปรสำคัญอย่างหนึ่งของการออกแบบแบตเตอรี่ เมื่อความจุของแบตเตอรี่คงที่ การเพิ่มความหนาแน่นของพื้นผิวของชิ้นส่วนขั้วจะทำให้ความยาวรวมของตัวเก็บประจุปัจจุบันและไดอะแฟรมลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และความต้านทานโอห์มมิกของแบตเตอรี่จะลดลงตามไปด้วย ดังนั้นภายในช่วงหนึ่ง ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะลดลงเมื่อความหนาแน่นของพื้นที่เพิ่มขึ้น การย้ายถิ่นและการแยกโมเลกุลตัวทำละลายในระหว่างการเคลือบและการอบแห้งนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิของเตาอบ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการกระจายตัวของสารยึดเกาะและสารนำไฟฟ้าในชิ้นขั้ว และจากนั้นจะส่งผลต่อการก่อตัวของตารางนำไฟฟ้าภายในชิ้นขั้ว ดังนั้นอุณหภูมิของกระบวนการเคลือบและการทำให้แห้งจึงเป็นกระบวนการสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่

กลิ้ง

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะลดลงเมื่อความหนาแน่นของการบดอัดเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง เนื่องจากความหนาแน่นของการบดอัดเพิ่มขึ้น ระยะห่างระหว่างอนุภาคของวัตถุดิบจึงลดลง ยิ่งอนุภาคสัมผัสกันมาก สะพานและช่องสัญญาณที่นำไฟฟ้าได้มาก และแบตเตอรี่ อิมพีแดนซ์จะลดลง การควบคุมความหนาแน่นของการบดอัดทำได้โดยหลักความหนากลิ้ง ความหนาของการหมุนที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มากขึ้น เมื่อความหนาในการม้วนมีขนาดใหญ่ ความต้านทานการสัมผัสระหว่างวัสดุที่ใช้งานและตัวสะสมกระแสจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความล้มเหลวของวัสดุที่ใช้งานที่จะม้วนอย่างแน่นหนา และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น หลังจากปั่นแบตเตอรี่แล้ว จะเกิดรอยแตกบนพื้นผิวอิเล็กโทรดบวกของแบตเตอรี่ซึ่งมีความหนาในการกลิ้งที่ค่อนข้างหนา ซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานการสัมผัสระหว่างวัสดุที่พื้นผิวของชิ้นขั้วกับตัวสะสมกระแสไฟ

เวลาตอบสนองของชิ้นเสา

ระยะเวลาการเก็บรักษาที่แตกต่างกันของอิเล็กโทรดบวกมีผลกระทบต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มากขึ้น เมื่ออายุการเก็บรักษาสั้น ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เนื่องจากผลกระทบของชั้นเคลือบคาร์บอนบนพื้นผิวของลิเธียมโซเดียมฟอสเฟตและลิเธียมโซเดียมฟอสเฟต เมื่อแบตเตอรี่ถูกทิ้งไว้เป็นเวลานาน (มากกว่า 23 ชั่วโมง) ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากผลรวมของปฏิกิริยาของลิเธียมโซเดียมฟอสเฟตกับน้ำและการยึดเกาะของกาว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมเวลาตอบสนองของชิ้นขั้วในการผลิตจริงอย่างเคร่งครัด

การฉีดของเหลว

ค่าการนำไฟฟ้าอิออนของอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวกำหนดลักษณะความต้านทานภายในและอัตราของแบตเตอรี่ ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์แปรผกผันกับความหนืดของตัวทำละลาย และยังได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นของเกลือลิเธียมและขนาดของแอนไอออน นอกจากการวิจัยการปรับให้เหมาะสมเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าแล้ว ปริมาณการฉีดและเวลาการแทรกซึมหลังการฉีดยังส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่อีกด้วย ปริมาณการฉีดขนาดเล็กหรือเวลาการแทรกซึมไม่เพียงพอจะทำให้ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่เกินไปซึ่งจะส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ในการเล่น

อิทธิพลของเงื่อนไขการใช้งาน

อุณหภูมิ

อิทธิพลของอุณหภูมิที่มีต่อความต้านทานภายในนั้นชัดเจน ยิ่งอุณหภูมิต่ำลง การส่งไอออนภายในแบตเตอรี่ก็จะยิ่งช้าลง และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งมากขึ้น อิมพีแดนซ์ของแบตเตอรี่สามารถแบ่งออกเป็นอิมพีแดนซ์จำนวนมาก อิมพีแดนซ์เมมเบรน SEI และอิมพีแดนซ์การถ่ายโอนประจุ อิมพีแดนซ์จำนวนมากและอิมพีแดนซ์เมมเบรน SEI ส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากการนำอิออนของอิเล็กโทรไลต์ และแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำจะสอดคล้องกับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของการนำอิเล็กโทรไลต์ เมื่อเทียบกับการเพิ่มขึ้นของอิมพีแดนซ์จำนวนมากและความต้านทานของฟิล์ม SEI ที่อุณหภูมิต่ำ อิมพีแดนซ์ของปฏิกิริยาประจุจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิลดลง ที่อุณหภูมิต่ำกว่า -20 องศาเซลเซียส อิมพีแดนซ์ของปฏิกิริยาการชาร์จคิดเป็นเกือบ 100% ของความต้านทานภายในทั้งหมดของแบตเตอรี่

SOC

เมื่อแบตเตอรี่อยู่ใน SOC ต่างกัน ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ก็ต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานภายใน DC จะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพพลังงานของแบตเตอรี่ แล้วสะท้อนประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในสถานะจริง: ความต้านทานภายใน DC ของแบตเตอรี่ลิเธียมจะแตกต่างกันไปตาม ความลึกของการคายประจุ DOD ของแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในโดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงการคายประจุ 10% ~ 80% โดยทั่วไป ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างมากที่ระดับความลึกในการคายประจุที่ลึกกว่า

การเก็บรักษา

เมื่อเวลาในการจัดเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้น แบตเตอรี่จะมีอายุเพิ่มขึ้น และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ยังคงเพิ่มขึ้น แบตเตอรี่ลิเธียมประเภทต่างๆ มีระดับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายในต่างกัน หลังจากเก็บรักษาเป็นเวลานาน 9-10 เดือน อัตราการเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ LFP จะสูงกว่าแบตเตอรี่ NCA และ NCM อัตราการเพิ่มขึ้นของความต้านทานภายในสัมพันธ์กับเวลาการจัดเก็บ อุณหภูมิการจัดเก็บ และ SOC . การจัดเก็บ

วงจร

ไม่ว่าจะเป็นการจัดเก็บหรือการปั่นจักรยาน อุณหภูมิก็มีผลเช่นเดียวกันกับความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ยิ่งอุณหภูมิของวงจรสูงขึ้น อัตราความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้น ช่วงเวลาของรอบที่ต่างกันมีผลกับความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ต่างกัน ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นตามความลึกของประจุและการคายประจุที่เพิ่มขึ้น และความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นจะเป็นสัดส่วนกับความลึกของประจุและการคายประจุที่เพิ่มขึ้น นอกจากผลกระทบของความลึกของประจุและการคายประจุในวงจรแล้ว แรงดันไฟตัดประจุยังมีผลกระทบ: ขีดจำกัดบนของแรงดันประจุที่ต่ำหรือสูงเกินไปจะเพิ่มอิมพีแดนซ์อินเทอร์เฟซของอิเล็กโทรด และ ฟิล์มทู่ฟิล์มไม่สามารถเกิดขึ้นได้ดีภายใต้แรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดบนที่ต่ำเกินไป และขีดจำกัดบนของแรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปจะทำให้อิเล็กโทรไลต์ออกซิไดซ์และสลายตัวบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด LiFePO4 เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ

อื่น ๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมที่ติดตั้งในรถยนต์ย่อมต้องพบกับสภาพถนนที่ไม่ดีในการใช้งานจริง แต่จากการศึกษาพบว่าสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนของแบตเตอรี่ลิเธียมแทบไม่มีผลกระทบต่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมในระหว่างขั้นตอนการสมัคร

ภาพ

ความต้านทานภายในเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดประสิทธิภาพพลังงานลิเธียมไอออนและประเมินอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ยิ่งความต้านทานภายในมากขึ้น อัตราประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ก็จะยิ่งแย่ลง และยิ่งเร็วขึ้นในระหว่างการจัดเก็บและการรีไซเคิล ความต้านทานภายในเกี่ยวข้องกับโครงสร้างแบตเตอรี่ คุณลักษณะของวัสดุแบตเตอรี่ และกระบวนการผลิต และการเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมและสถานะการชาร์จ ดังนั้น การพัฒนาแบตเตอรี่ความต้านทานภายในต่ำจึงเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของพลังงานแบตเตอรี่ และในขณะเดียวกัน การเรียนรู้กฎที่เปลี่ยนแปลงของความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ก็มีความสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญมากสำหรับการคาดคะเนอายุแบตเตอรี่