本体欧姆阻抗,还有极化反应阻抗等,并且随电流和脉冲时间发生变化。
HPPC 法同时采用
中低倍率及高倍率两个电流段测试电池的功率能力,兼顾了电池在中低两种倍率及高倍率
充电或放电电流下不同的电压响应特性,但采用某一电流
(5C、15C)分别代表中低倍率或高
倍率电池功率能力的方法缺乏全面性,不同电池某一电流
(5C、15C)下的电压响应不同,造
成了测试结果的片面和偏差。
“863“测试规范中采用一种充电电流和放电电流,并且两者差
距比较大,具有一定的片面性。每种测试方法均可以作为一个基准方法来测试,对不同的电
源系统进行比较。但每种电池均有一定的适应性,其受测试电流和时间的不同,内阻的变化
规律也会发生变化。本文以
IFR18650 功率型电池及 IFR26650 能量型电池为研究对象,测试
和分析了直流内阻随
SOC、测试电流、电流施加时间、电流方向等的变化规律,提出了直流
内阻测试和比较的适宜方法。
1
试验对象与设备
测试对象:
IFR18650P 型磷酸铁锂电池,标称容量 1100mAh(功率型),标称电压
3.20V。
IFR26650E 型磷酸铁锂电池,标称容量 3000mAh(容量型),标称电压 3.20V。
测试设备:
ARBIN 电池组性能测试仪
2
实验
将
IFR18650 型电池按常规的容量检测方法循环 2~3 次,使电池性能稳定后进行直流内
阻测试。
(
1)充电情况下的直流内阻测试:电池的基准充放电电流为 1C,首先以基准电流将
电池放电至终止电压
2.0V,搁置 1h,以 1C 电流充电 10s,然后以基准充电电流将电池充电
至
10%SOC,搁置 1h,再以 1C 充电 10s。依次循环,直至测试到 90%SOC。
按照此方法依次测试
1C、2C、4C、5C、6C、8C、10C 电流下的充电直流内阻。测试过程中,
控制电池电压最高不超过
3.90V,若达到 3.90V,则停止该步骤及该电流以下的测试。
(
2)放电情况下的直流内阻测试:电池的基准充放电电流为 1C,首先按容量测试的
充电方法将电池充满电,搁置
1h,以 1C 电流放电 10s,然后以基准充电电流将电池放电至
90%SOC,搁置 1h,再以 1C 放电 10s。依次循环,直至测试到 10%SOC。
按照此方法依次测试
1C、2C、4C、5C、6C、8C、10C 电流下的放电直流内阻。测试过程中,
控制电池电压最低不低于
2.0V,若达到 3.90V,则停止该步骤及该电流以下的测试。
用相同的方法测试
IFR26650 型电池的直流内阻。
所有测试均在环境温度
20±2
℃的条件下进行。
直流内阻的计算:
R:直流内阻,mΩ
V
t
:脉冲充电或放电
t 时刻的电压,V。
V
0
:脉冲充电或放电前的电池电压,
V。
I:电流,充电为正,放电为负,A。
3
结果与讨论
3.1 直流内阻与 SOC 的对应关系
图
1、图 2 为 1C、5C、8C 充电和放电情况下、持续 5s 测试的电池直流内阻随 SOC 的变化
情况。从图中可以看出,在较低的
SOC 下(30%以下),电池直流内阻比较高,在 30~80%
期间保持比较平稳,之后,充电测试的直流内阻又逐渐上升,而放电测试的直流内阻仍保
持比较平稳。充电测试的直流内阻在
SOC 中间阶段有逐渐下降的趋势,而放电测试的直流
内阻有逐渐上升趋势,与某些报道的情况并不相符,与采用的电池、实验电流、持续时间以
1000
0
×
−
=
I
V
V
R
t