به عنوان تامین کننده بسته های باتری لی پلیمری، اغلب با مشتریانی مواجه می شوم که علاقه مند به درک مقاومت داخلی این باتری ها هستند. اندازه گیری مقاومت داخلی بسته باتری لیتیوم پلیمری به چند دلیل بسیار مهم است. این می تواند به ارزیابی سلامت، عملکرد و کارایی باتری کمک کند. در این پست وبلاگ، روش هایی را در مورد نحوه اندازه گیری مقاومت داخلی بسته باتری لی پلیمری به اشتراک می گذارم.
چرا اندازه گیری مقاومت داخلی مهم است؟
قبل از پرداختن به روش‌های اندازه‌گیری، اجازه دهید به طور خلاصه بحث کنیم که چرا مقاومت داخلی یک پارامتر مهم است. مقاومت داخلی بسته باتری بر ولتاژ خروجی آن تحت بار تأثیر می گذارد. مقاومت داخلی بالاتر به این معنی است که انرژی بیشتری به عنوان گرما هنگام عبور جریان از باتری تلف می شود و منجر به افت ولتاژ ترمینال می شود. این می تواند منجر به کاهش عملکرد، زمان اجرا کوتاه تر و حتی گرم شدن بیش از حد در موارد شدید شود. با اندازه‌گیری مقاومت داخلی، می‌توانیم عملکرد باتری در کاربردهای واقعی را پیش‌بینی کنیم و مشخص کنیم که آیا برای استفاده خاصی مناسب است یا خیر.
روش های اندازه گیری مقاومت داخلی
1. روش بارگذاری
روش بارگذاری یکی از ساده ترین روش ها برای اندازه گیری مقاومت داخلی بسته باتری پلیمری لی است. در اینجا مراحل انجام می شود:
مرحله 1: اندازه گیری ولتاژ مدار باز (OCV)
از یک ولت متر با امپدانس بالا برای اندازه گیری ولتاژ بسته باتری زمانی که به هیچ باری متصل نیست استفاده کنید. این ولتاژ مدار باز (V_{oc}) است. مطمئن شوید که باتری برای مدت زمان کافی (معمولاً 1 تا 2 ساعت) در حالت بیکار قرار گرفته است تا به حالت پایدار برسد.
مرحله 2: یک بار شناخته شده اعمال کنید
یک بار مقاومتی شناخته شده (R_{load}) را در پایانه های باتری وصل کنید. بار باید طوری انتخاب شود که مقدار مناسبی جریان را از باتری بکشد. به عنوان مثال، اگر در حال آزمایش یک کوچک هستیدباتری سبک وزن 780 میلی آمپر ساعت، یک بار چند اهم ممکن است مناسب باشد.
مرحله 3: اندازه گیری ولتاژ بار ((V_{load}))
در حالی که بار وصل است، دوباره ولتاژ را در پایانه های باتری اندازه گیری کنید. این ولتاژ بار (V_{load}) است.
مرحله 4: محاسبه جریان ((I))
با استفاده از قانون اهم (I=\frac{V_{load}}{R_{load}})، جریان عبوری از بار را محاسبه کنید.
مرحله 5: محاسبه مقاومت داخلی ((R_{int}))
مقاومت داخلی را می توان با استفاده از فرمول (R_{int}=\frac{V_{oc}-V_{load}}{I}) محاسبه کرد.
برای مثال، اگر (V_{oc} = 3.8V)، (V_{load}=3.6V)، و (I = 0.5A)، سپس (R_{int}=\frac{3.8 - 3.6}{0.5}=0.4\Omega).
2. روش امپدانس AC
روش امپدانس AC روشی دقیق تر و پیچیده تر برای اندازه گیری مقاومت داخلی بسته باتری لی پلیمری است. این روش شامل اعمال یک سیگنال AC با دامنه کوچک به باتری و اندازه گیری ولتاژ و جریان AC حاصل می شود.
مرحله 1: تجهیزات تست را تنظیم کنید
شما به یک ژنراتور سیگنال AC، یک سنسور جریان و یک ولت متر نیاز دارید. ژنراتور سیگنال AC را با یک مقاومت حسگر جریان به پایانه های باتری به صورت سری وصل کنید.
مرحله 2: سیگنال AC را اعمال کنید
یک سیگنال AC با دامنه کوچک (معمولاً چند میلی ولت) با فرکانس خاص (مثلاً 1 کیلوهرتز) به باتری اعمال کنید.
مرحله 3: ولتاژ و جریان AC را اندازه گیری کنید
از ولت متر برای اندازه گیری ولتاژ AC در پایانه های باتری و از سنسور جریان برای اندازه گیری جریان AC در باتری استفاده کنید.
مرحله 4: امپدانس را محاسبه کنید
امپدانس (Z) باتری را می توان با استفاده از فرمول (Z=\frac{V_{ac}}{I_{ac}}) محاسبه کرد، که در آن (V_{ac}) ولتاژ AC و (I_{ac}) جریان AC است. در فرکانس های پایین، امپدانس عمدتاً به دلیل مقاومت داخلی باتری است.
مزیت روش امپدانس AC این است که می تواند اطلاعات دقیق تری در مورد فرآیندهای الکتروشیمیایی باتری ارائه دهد. با این حال، نیاز به تجهیزات تخصصی و دانش فنی بیشتری دارد.
3. استفاده از آنالایزر باتری
آنالایزر باتری یک دستگاه اختصاصی است که می تواند مقاومت داخلی بسته باتری لی پلیمری را به سرعت و با دقت اندازه گیری کند. این آنالایزرها با اعمال بار کوتاه مدت به باتری و اندازه گیری افت ولتاژ و جریان کار می کنند.
مرحله 1: باتری را به آنالایزر وصل کنید
دستورالعمل های سازنده را برای اتصال بسته باتری به آنالایزر باتری دنبال کنید. اطمینان حاصل کنید که اتصالات امن هستند.
مرحله 2: حالت اندازه گیری را انتخاب کنید
اکثر آنالایزرهای باتری دارای حالت خاصی برای اندازه گیری مقاومت داخلی هستند. این حالت را روی آنالایزر انتخاب کنید.
مرحله 3: اندازه گیری را شروع کنید
دکمه شروع روی آنالایزر را فشار دهید تا اندازه گیری شروع شود. آنالایزر مقدار مقاومت داخلی را روی صفحه نمایش خود نمایش می دهد.
آنالایزرهای باتری راحت هستند و می توانند نتایج قابل اعتمادی ارائه دهند. با این حال، آنها می توانند نسبتا گران باشند.
عوامل موثر بر اندازه گیری مقاومت داخلی
چندین عامل وجود دارد که می تواند بر دقت اندازه گیری مقاومت داخلی تأثیر بگذارد:
- دما: مقاومت داخلی بسته باتری پلیمری لی به دما بستگی دارد. به طور کلی، مقاومت داخلی با افزایش دما کاهش می یابد. بنابراین، اندازه گیری مقاومت داخلی در دمای پایدار مهم است.
- وضعیت شارژ (SOC): مقاومت داخلی نیز با وضعیت شارژ باتری متفاوت است. معمولا در SOC پایین بیشتر و در SOC بالا کمتر است. هنگام مقایسه مقادیر مقاومت داخلی، مطمئن شوید که باتری ها در همان SOC هستند.
- سن و دوچرخه سواری: با افزایش سن باتری و چرخه های شارژ - دشارژ متعدد، مقاومت داخلی آن افزایش می یابد. این به دلیل تخریب الکترودها و الکترولیت باتری است.
نتیجه گیری
اندازه گیری مقاومت داخلی یک بسته باتری پلیمری لی گام مهمی در ارزیابی عملکرد و سلامت آن است. چه روش بارگذاری ساده را انتخاب کنید، چه روش امپدانس AC دقیق تر را انتخاب کنید یا از یک آنالایزر باتری استفاده کنید، درک عواملی که می توانند بر نتایج اندازه گیری تأثیر بگذارند بسیار مهم است.
در شرکت ما طیف گسترده ای از بسته های باتری لیتیوم پلیمری با کیفیت بالا را ارائه می دهیمباتری سبک وزن 780 میلی آمپر ساعت،باتری لیتیوم پلیمری، وباتری لیتیومی 3.7 ولت قابل اعتماد. ما متعهد به ارائه باتری هایی به مشتریان خود هستیم که نیازهای خاص آنها را برآورده می کند. اگر مایل به خرید بسته های باتری لی پلیمری ما هستید یا در مورد اندازه گیری مقاومت داخلی سؤالی دارید، لطفاً برای بحث و مذاکره بیشتر با ما تماس بگیرید.
مراجع
- لیندن، دی، و ردی، سل (2002). کتاب راهنمای باتری ها. مک گراو - هیل.
- Tarascon, JM, & Armand, M. (2001). مسائل و چالش های پیش روی باتری های لیتیومی قابل شارژ. طبیعت، 414(6861)، 359 - 367.
