DCR电压特征曲线分析

电池内阻对电池的循环寿命,充放电效率,温度效应有着至关重要的影响。

电池的内阻测试包括交流内阻(ACR)和直流内阻(DCR)。对于单体电池,可以使用交流内阻(如电化学工作站)来进行快捷、全面地评价。但受限于测试设备能力或资源等方面,也可通过直流内阻来评价电池组的特性。实际应用中直流内阻也应用于评价电池的健康度,进行寿命预测,以及进行系统 SOC、SOH 等的估算。

直流内阻(DCR)测试是由给定的电流每一次扰动所引起的,由阶跃电流放电脉冲引起的电压降计算测得。电压降过程根据时间常数可以划分为三部分,如图 1:
(1)瞬时电压降是由纯欧姆电阻 R0 引起的,包括电极材料,电解液,隔膜所有电子电导及其接触电阻;
(2)在最初几秒钟内的电压降是由电荷转移引起的电池双层电容和电荷转移电阻 Rct 在电极/电解质界面处的反应;
(3)后期接近水平线性的电压降是极化电阻 Rp,它反映了离子在固/液相中的扩散,由浓差极化引起,通常被认为是锂离子电池反应快慢的关键控制步骤。
此方法可以作为失效分析的一个佐证依据DCR建议0.1S取一个点,电压时间做曲线即可得电压特性曲线图