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    发表时间/2023-02-17
  • 锂电池的内阻是越小越好吗

    锂电池内阻的大小对电池性能的影响是非常大的。在做锂电池测试时,很多人都会问这样一个问题:“我的锂电池内阻是越小越好吗?”,其实这种问题是没有什么标准答案的,在不同种类的锂电池中,不同厂家生产出来的锂电池,其内阻也会有所差异。 我们常见的三元锂电芯和磷酸铁锂电芯都具有较小的内阻。这就意味着充电过程中,金属离子会优先从电池极片上进行迁移,并不会对电解液中的离子扩散速度产生影响。然而,像一些产品包装上写着“安全”、“可充放7次”、“低温20度”等类似宣传语时,实际测试结果可能却并非如此。 通过内阻的大小对锂电池性能产生影响主要有以下三点原因:


    1、影响锂电池充放电效率

    在电池进行充电过程中,当内阻增大时,会使电解液与电极表面的接触面积增大,增加了电池的反应活性。同时增大了电池内阻后,锂离子会更容易地嵌入电极材料中。在放电过程中,因为锂离子不容易嵌入电极材料中,所以导致容量衰减较快。 内阻越小,对锂离子的迁移阻力也越小,能够使锂离子快速扩散到负极表面。而过小的内阻也会导致电池循环性能变差。在一些应用场景下,内阻过小甚至会影响到电池寿命。 在工作过程中如果发现电池容量衰减速度加快、循环次数下降较快等异常情况时可首先考虑是否为内阻过小所致。 注:本文所有数据来自于作者的实验和理论计算。


    2、电池容量衰减加快

    内阻的大小,其实对于电池容量的衰减有着很大的影响,比如我们用一节5号电池给手机充电,当把它充到80%左右时,就会出现不能完全充电了。因为手机并不是用完以后就没有电了。这就是因为内阻造成的,为了维持正常工作,它必须不断地放电到80%左右。 所以很多人说为什么电池用一段时间以后就会出现容量下降?这是因为电池内阻增加,充电过程中由于电极与电解液之间的电阻加大了,所以电量损耗加大了,降低了电池的循环寿命。因此内阻越小越好吗?内阻太大也不好,因为它会导致电池容量衰减加快。 一般建议大家最好将锂电池的内阻值控制在1000mΩ以下较好。


    3、引起电解液分解,导致热失控

    电解液中含有的化学活性物质与锂负极发生反应,锂离子迁移到正极的过程中,也会发生反应,比如副反应、分解等,从而导致电解液分解。 内阻越大,锂电池受到外界压力就会越大。当内部压力大于外部环境时,电解液中的活性物质会释放出更多的气体,产生大量热量导致电池起火、爆炸。


    4、降低锂离子的扩散能力,导致电池安全性能下降

    一般情况下,内阻较小的电池安全性更好,而电池的安全性能主要是由电池内部的电化学反应来决定。电池内阻越小,内部反应速度越快,电压上升速度就越快;反之,则电压上升速度慢。因此,当电压较低时,电池内部反应速率减慢,如果反应速率过慢则会导致电化学反应过程中产生大量的热量导致短路发生着火或爆炸等危险情况。


    5、内阻越小越容易发生热失控

    锂电池的内阻与容量有着密切的关系,在使用过程中,因为充电和放电等原因,内部会产生大量热量。如果锂电池内部的温度超过了其工作温度范围,就会引起锂枝晶等异常现象,进而导致内部短路。而当锂电池容量越高时,发生热失控的可能性越大。所以,锂电池的内阻不能太小了。