Wat is de interne weerstand van de batterij?

In dit bericht proberen we de interne weerstand van de batterij te onderzoeken en proberen we de kritieke kenmerken van deze batterijparameter te leren.

Wat is de interne weerstand van de batterij

De interne weerstand (IR) van een batterij is in feite het niveau van weerstand tegen de doorgang van elektronen of stroom door de batterij in een gesloten lus. Er zijn in principe twee factoren die de interne weerstand van een bepaalde batterij beïnvloeden, namelijk: elektronische weerstand en ionische weerstand. De elektronische weerstand in combinatie met de ionische weerstand wordt gewoonlijk de totale effectieve weerstand genoemd

De elektronische weerstand geeft toegang tot de soortelijke weerstand van de praktische componenten, waaronder de metalen afdekkingen en andere relevante bijbehorende materialen, en ook op welk niveau deze materialen fysiek met elkaar in contact kunnen zijn.

Het resultaat van de bovenstaande parameters met betrekking tot het genereren van de totale effectieve weerstand zou snel kunnen zijn, en kan worden waargenomen binnen de eerste paar fracties van milliseconden nadat een batterij is onderworpen aan een belasting.

Wat is Ionische weerstand

Ionische weerstand is de weerstand tegen elektronendoorgang binnen de batterij als resultaat van een groot aantal elektrochemische parameters, waaronder elektrolytgeleiding, ionenstroming en elektrode-oppervlaktedoorsnede.

Dergelijke polarisatieresultaten beginnen nogal traag in vergelijking met de elektronische weerstand die optellen bij de totale effectieve weerstand, meestal enkele milliseconden nadat een batterij onder belasting is beïnvloed.

Een evaluatie van een impedantietest van 1000 Hz wordt vaak geïmplementeerd om de interne weerstand aan te geven. Impedantie wordt weerstand genoemd die wordt aangeboden aan wisselstroom door een bepaalde lus. Als gevolg van de relatief hoge frequentie van 1000 Hz kan het voorkomen dat een bepaalde mate van ionische weerstand niet volledig wordt geregistreerd.

In de meeste gevallen zal de impedantie-significantie van 1000 Hz lager zijn dan de totale effectieve weerstandswaarde voor de relevante batterij in kwestie. Een impedantiecontrole over een geselecteerd frequentiebereik zou kunnen worden geprobeerd om een ​​nauwkeurige weergave van de interne weerstand mogelijk te maken.

Effect van ionische weerstand

Het effect van een elektronische en ionische weerstand kan worden vastgesteld wanneer de opstelling wordt getest met een dubbele pulsingangsverificatie. Deze test maakt gebruik van een procedure om een ​​betreffende batterij in te brengen op een gedempte achtergrondafvoer, zodat de ontlading eerst wordt gestabiliseerd voordat het pulseren wordt gestart met een grotere belasting, gedurende ongeveer 100 milliseconden.

Effectieve weerstand berekenen

Met behulp van de “wet van Ohm” kan de totale effectieve weerstand eenvoudig worden bepaald door het verschil in spanning te delen door het verschil in stroom. Door te verwijzen naar de evaluatie getoond in (fig. 1), met een 5 mA stabilisatiebelasting in combinatie met een 505 mA puls, is het verschil in stroom 500 mA. Als de spanning afwijkt van 1,485 tot 1,378, kan de deltaspanning worden gezien als 0,107 volt, wat een totale effectieve weerstand aangeeft van 0,107 volt / 500 mA of 0,214 ohm.

De karakteristieke effectieve weerstanden van gloednieuwe Energizer alkaline cilindrische batterijen (via een stabilisatie-afvoer van 5 mA en onmiddellijk met een 505 mA, 100 milliseconde puls) zouden naar verwachting ongeveer 150 tot 300 milliohm bedragen, zoals bepaald door de relatieve afmeting.

Wat is Flash Amps

Flitsversterkers zijn bovendien opgenomen om een ​​benadering van de interne weerstand te induceren. Onder flitsversterkers wordt verstaan ​​de maximale stroomsterkte die een batterij naar verwachting gedurende een aanzienlijk kortere tijd levert.

Deze test wordt soms uitgevoerd door een batterij met een weerstand van 0,01 ohm ergens binnen 0,2 seconden elektrisch kort te sluiten en de spanning in het gesloten circuit te registreren. De stroomcirculatie via de weerstand kon worden bepaald door middel van de wet van Ohm en de spanning in het gesloten circuit te delen door 0,01 ohm.

De nullastspanning vóór de test wordt gedeeld door de flitsversterkers om een ​​benadering van de interne weerstand te verkrijgen.

Aangezien flitsversterkers niet eenvoudig perfect te bepalen zijn en OCV kan worden berekend onder verschillende omstandigheden, hoeft deze manier van meten alleen te worden toegepast om een ​​algemene benadering van de interne weerstand te verkrijgen.

De spanningsval van een geladen accu kan gerelateerd zijn aan de totale effectieve weerstand samen met de huidige afvoersnelheid.

Algemene informatie over de initiële spanningsval onder belasting wordt doorgaans geschat door de totale effectieve weerstand te vermenigvuldigen met het stroomverbruik waaraan de batterij is blootgesteld.

Laten we zeggen dat een batterij met een interne weerstand van 0,1 ohm wordt ontladen of leeglopen met een snelheid van 1 ampère.
Dan volgens de wet van Ohms:

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

Als we de nullastspanning als 1,6 V beschouwen, dan kan de verwachte spanning in het gesloten circuit van de battrey worden geschreven als:

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

Hoe interne weerstanden toenemen

Over het algemeen zal de interne weerstand toenemen tijdens het ontladen, veroorzaakt door de actieve componenten in de batterij die in gebruik worden genomen.

Dat gezegd hebbende, is de mate van variatie tijdens de ontlading niet uniform. De chemische samenstelling van de batterij, de intensiteit van de ontlading, de dissipatiesnelheid en de ouderdom van de batterij kunnen gemakkelijk de interne weerstand tijdens het ontladen beïnvloeden.

Winterse omstandigheden kunnen ertoe leiden dat de elektrochemische tendensen die zich in de batterij voordoen, vertragen, wat resulteert in een vermindering van de ionenactiviteit in de elektrolyt. Uiteindelijk zou de interne weerstand hoger worden naarmate de omgevingstemperatuur daalt

De grafiek (fig. 2) toont het resultaat van de temperatuur op de totale effectieve weerstand van een gloednieuwe Energizer E91 AA alkalinebatterij. In het algemeen zou de interne weerstand mogelijk kunnen worden bepaald in overeenstemming met de spanningsval van de batterij onder erkende belastingsomstandigheden.

Prestaties kunnen worden beïnvloed door aanpak, instellingen en klimatologische beperkingen. De interne weerstand van een batterij moet worden beschouwd als een algemene vuistregel in plaats van als een nauwkeurige grootte wanneer deze wordt toegepast op de geschatte spanningsval voor een bepaalde toepassing.