Rintangan dalaman bateri

Jika kita mengambil bateri lithium-ion yang baru, katakan saiz 18650 dengan kapasiti nominal 2500mAh, membawa voltannya kepada 3.7 volt, dan kemudian sambungkannya ke beban aktif dalam bentuk perintang 10-watt dengan nilai R = 1 Ohm, maka apakah yang berterusan semasa kita mengharapkan untuk mengukur melalui perintang ini?

Apa yang akan berlaku di sana pada saat pertama kali, sehingga bateri hampir mula dilepaskan? Selaras dengan undang-undang Ohm, nampaknya harus ada 3.7A, kerana i = U / R = 3.7 / 1 = 3.7 [A]. Sebenarnya, semasa ini akan sedikit kurang, iaitu di rantau I = 3.6A. Mengapa ini akan berlaku?

Sebabnya ialah bukan sahaja penghalang, tetapi juga bateri itu sendiri mempunyai tertentu rintangan dalaman, kerana proses kimia di dalamnya tidak boleh berlaku dengan serta-merta. Jika anda membayangkan bateri dalam bentuk terminal dua sebenar, maka 3.7V - ini akan menjadi EMFnya, di samping itu juga akan ada rintangan dalaman sama dengan, untuk contoh kami, kira-kira 0.028 Ohm.

Sesungguhnya, jika anda mengukur voltan pada penghalang yang disambungkan ke bateri dengan nilai R = 1 Ohm, maka ia ternyata kira-kira 3.6 V dan 0.1 V akan jatuh ke r rintangan dalaman bateri. Jadi, jika perintang mempunyai rintangan 1 ohm, voltan yang diukur di atasnya adalah 3.6 V, oleh itu arus melalui perintang adalah I = 3.6 A. Kemudian, jika u = 0.1 V jatuh pada bateri, dan litar yang kita ada ditutup, siri, ini bermakna arus melalui bateri ialah I = 3.6 A, oleh itu, menurut hukum Ohm, rintangan dalamannya ialah r = u / I = 0.1 / 3.6 = 0.0277 ohm.

Apa yang menentukan rintangan dalaman bateri

Pada hakikatnya, rintangan dalaman pelbagai jenis bateri tidak selalunya berterusan. Ia dinamik, dan bergantung kepada beberapa parameter: pada arus beban, pada kapasiti bateri, pada tahap cas bateri, serta pada suhu elektrolit di dalam bateri.

Semakin tinggi arus beban, yang kurang, sebagai peraturan, rintangan dalaman bateri, kerana proses pemindahan pemindahan di dalam elektrolit lebih sengit dalam kes ini, lebih banyak ion terlibat dalam proses itu, ion bergerak lebih aktif dalam elektrolit dari elektrod ke elektrod. Jika bebannya agak kecil, maka keamatan proses kimia pada elektrod dan dalam elektrolit bateri juga akan kurang, dan oleh itu rintangan dalaman akan kelihatan besar.

Untuk bateri dengan kapasiti yang lebih besar, kawasan elektrod lebih besar, yang bermaksud bahawa kawasan interaksi elektrod dengan elektrolit lebih besar. Oleh itu, lebih banyak ion terlibat dalam proses pemindahan pemindahan, lebih banyak ion menghasilkan arus. Prinsip serupa ditunjukkan. dengan sambungan kapasitor selari - kapasiti lebih besar, lebih banyak caj boleh digunakan di sekitar voltan yang diberikan. Oleh itu, semakin tinggi kapasiti bateri - semakin rendah rintangan dalamannya.

Sekarang mari kita bercakap mengenai suhu. Setiap bateri mempunyai julat suhu operasi yang selamat, di mana berikut adalah benar. Semakin tinggi suhu bateri, lebih cepat penyebaran ion di dalam elektrolit berlaku, oleh itu, pada suhu operasi yang lebih tinggi, rintangan dalaman bateri akan lebih rendah.

Bateri litium yang pertama, yang tidak mempunyai perlindungan terhadap pemanasan melampau, bahkan meletup kerana ini, kerana oksigen dihasilkan terlalu cepat terbentuk disebabkan oleh pelepasan cepat anod (akibat tindak balas yang cepat di atasnya). Satu cara atau yang lain, bateri dicirikan oleh kebergantungan hampir linear rintangan dalaman pada suhu dalam julat suhu operasi yang boleh diterima.

Dengan pelepasan bateri, kapasiti aktif berkurangan, kerana jumlah bahan aktif plat masih boleh menyertai penciptaan arus, menjadi kurang dan kurang. Oleh itu, semasa menjadi semakin kurang, masing-masing, rintangan dalaman semakin meningkat. Yang lebih banyak dikenakan bateri, semakin rintangan dalamannya. Jadi, apabila bateri dilepaskan, rintangan dalamannya menjadi lebih besar.