Ce este rezistența internă a bateriei

În acest post încercăm să investigăm rezistența internă a bateriei și să încercăm să învățăm caracteristicile critice implicate în acest parametru al bateriei.

Ce este rezistența internă a bateriei

Rezistența internă (IR) a unei baterii este practic nivelul opoziției față de trecerea electronilor sau a curentului prin baterie într-o buclă închisă. În principiu, există doi factori care influențează rezistența internă a unei anumite baterii și anume: rezistența electronică și rezistența ionică. Rezistența electronică împreună cu rezistența ionică este denumită în mod convențional ca rezistența efectivă totală

Rezistența electronică permite accesul la rezistivitatea componentelor practice care pot include capacele metalice și alte materiale asociate relevante și, de asemenea, la ce nivel aceste materiale ar putea fi în contact fizic între ele.

Rezultatul parametrilor de mai sus legați de generarea rezistenței efective totale ar putea fi rapid și ar putea fi observat în fracțiunea inițială de câteva milisecunde după ce o baterie este supusă sub o sarcină.

Ce este rezistența ionică

Rezistența ionică este rezistența la trecerea electronilor în interiorul bateriei ca rezultat al unei multitudini de parametri electrochimici care ar putea include, conductivitatea electrolitului, fluxul de ioni și secțiunea transversală a suprafeței electrodului.

Astfel de rezultate de polarizare se inițiază destul de lent comparativ cu rezistența electronică care se adaugă la rezistența efectivă totală, având loc de obicei câteva milisecunde după ce o baterie este influențată sub sarcină.

O evaluare a testului de impedanță de 1000 Hz este adesea implementată pentru a indica rezistența internă. Impedanța este denumită rezistență oferită la trecerea AC printr-o buclă dată. Ca o consecință a frecvenței relativ ridicate a unui 1000 Hz, un anumit grad de rezistență ionică ar putea să nu reușească să fie înregistrat în totalitate.

În majoritatea cazurilor, semnificația impedanței de 1000 Hz va fi sub valoarea totală a rezistenței efective pentru bateria respectivă. O verificare a impedanței pe o gamă selectată de frecvențe ar putea fi încercată pentru a permite o afișare exactă a rezistenței interne.

Efectul rezistenței ionice

Efectul unei rezistențe electronice și ionice ar putea fi identificat atunci când configurarea este testată cu o verificare de intrare cu impuls dublu. Acest test folosește o procedură de introducere a unei baterii în cauză pe un canal de fundal redus, astfel încât descărcarea să fie stabilizată mai întâi înainte ca pulsarea să fie inițiată cu o sarcină mai semnificativă, timp de aproximativ 100 de milisecunde.

Calculul rezistenței eficiente

Cu ajutorul „Legii Ohms”, rezistența efectivă totală este ușor evaluată prin împărțirea diferenței de tensiune la diferența de curent. Referindu-ne la evaluarea prezentată în (fig. 1), cu o sarcină de stabilizare de 5 mA împreună cu un impuls de 505 mA, diferența de curent este de 500 mA. Dacă tensiunea deviază de la 1,485 la 1,378, tensiunea delta ar putea fi observată ca 0,107 volți, indicând astfel o rezistență efectivă totală de 0,107 volți / 500mA sau 0,214 ohmi.

Rezistențele caracteristice efective ale noilor baterii alcaline cilindrice Energizer (printr-un canal de stabilizare de 5 mA și imediat cu un impuls de 505 mA, 100 milisecunde) ar putea fi de așteptat să fie de aproximativ 150 până la 300 miliohmi, determinate de dimensiunea relativă.

Ce este Flash Amps

Flash-urile sunt încorporate suplimentar pentru a induce o aproximare a rezistenței interne. Se consideră că amplificatorii de bliț sunt curentul maxim pe care se poate aștepta să-l furnizeze o baterie pentru un timp semnificativ mai scurt.

Acest test este uneori efectuat prin scurtcircuitarea electrică a unei baterii cu un rezistor de 0,01 ohm pentru undeva în decurs de 0,2 secunde și înregistrarea tensiunii circuitului închis. Circulația curentului prin rezistență ar putea fi determinată prin intermediul legii ohmilor și împărțind tensiunea circuitului închis la 0,01 ohmi.

Tensiunea circuitului deschis înainte de test este împărțită la amplificatorii de bliț pentru a obține o aproximare a rezistenței interne.

Având în vedere că Flash Amps nu ar putea fi ușor de determinat perfect, iar OCV ar putea fi calculat în numeroase condiții, acest mod de măsurare trebuie aplicat doar pentru a obține o aproximare generică a rezistenței interne.

Căderea de tensiune a unei baterii sub sarcină poate fi relativă la rezistența efectivă totală, împreună cu rata de scurgere a curentului.

Informațiile generale despre căderea inițială de tensiune sub sarcină sunt de obicei estimate prin înmulțirea rezistenței efective totale cu scurgerea de curent supusă bateriei.

Să presupunem că o baterie cu o rezistență internă de 0,1 ohmi este descărcată sau descărcată la o rată de 1 amp.
Apoi, conform legii Ohms:

V = I x R = 1 x 0,1 = 0,1 volți

Dacă considerăm că tensiunea circuitului deschis este de 1,6 V, atunci tensiunea așteptată a circuitului închis al bateriei ar putea fi scrisă ca:

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

Cum crește rezistențele interne

În general, rezistența internă va crește în cursul descărcării cauzate de componentele active din baterie puse în funcțiune.

Acestea fiind spuse, rata variației de-a lungul descărcării nu este uniformă. Compoziția chimică a bateriei, intensitatea descărcării, rata de disipare și vechimea bateriei pot afecta cu ușurință rezistența internă în timpul descărcării.

Condițiile de iarnă ar putea avea ca rezultat tendințele electrochimice care se materializează în interiorul bateriei pentru a decelera, rezultând o reducere a activității ionilor în electrolit. În cele din urmă, rezistența internă va crește pe măsură ce temperaturile înconjurătoare scad

Graficul (fig. 2) demonstrează rezultatul temperaturii asupra rezistenței efective totale a unei baterii alcaline nou Energizer E91 AA. În general, rezistența internă ar putea fi determinată în conformitate cu căderea de tensiune a bateriei în condiții de încărcare recunoscute.

Realizările ar putea fi afectate de abordare, setări, precum și de restricții climatice. Rezistența internă a unei baterii trebuie considerată mai degrabă ca o regulă generală, decât ca o mărime exactă ori de câte ori este aplicată la căderea de tensiune estimată pentru o aplicație dată.