Ang resistensya sa loob ng baterya

Kung kukuha tayo ng isang bagong-baterya na lithium-ion na baterya, sabihin natin ang laki 18650, na may isang nominal na kapasidad na 2500mAh, dalhin ang boltahe nito sa eksaktong 3.7 volts, at pagkatapos ay ikonekta ito sa isang aktibong pag-load sa anyo ng isang 10-watt resistor na may halaga ng R = 1 Ohm, kung gayon ano ang palagi kasalukuyang inaasahan nating sukatin sa pamamagitan ng risistor na ito?

Ano ang mangyayari doon sa pinakaunang sandali ng oras, hanggang sa halos magsimulang maubos ang baterya? Alinsunod sa batas ng Ohm, tila may dapat na 3.7A, dahil i = U / R = 3.7 / 1 = 3.7 [A]. Sa katunayan, ang kasalukuyang ay magiging mas kaunti, lalo na, sa rehiyon ng I = 3.6A. Bakit ito mangyayari?

Ang dahilan ay hindi lamang ang risistor, kundi pati na rin ang baterya mismo ay may isang tiyak panloob na pagtutol, dahil ang mga proseso ng kemikal sa loob nito ay hindi maaaring mangyari agad. Kung naisip mo ang isang baterya sa anyo ng isang tunay na dalawang-terminal, pagkatapos ay 3.7V - ito ang magiging EMF nito, bilang karagdagan sa kung saan magkakaroon din ng isang panloob na pagtutol r na katumbas, para sa aming halimbawa, tinatayang 0.028 Ohm.

Sa katunayan, kung sinusukat mo ang boltahe sa isang risistor na konektado sa baterya na may halaga ng R = 1 Ohm, kung gayon ito ay lumiliko na humigit-kumulang na 3.6 V, at ang 0.1 V ay mahuhulog sa panloob na resistensya ng baterya. Kaya, kung ang risistor ay may isang pagtutol ng 1 oum, ang boltahe na sinusukat dito ay 3.6 V, samakatuwid ang kasalukuyang sa pamamagitan ng risistor ay I = 3.6 A. Pagkatapos, kung u = 0.1 V ay nahulog sa baterya, at ang circuit na mayroon kami ay sarado, serye, nangangahulugan ito na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng baterya ay I = 3.6 A, samakatuwid, ayon sa batas ni Ohm, ang panloob na paglaban nito ay magiging pantay sa r = u / I = 0.1 / 3.6 = 0.0277 ohms.

Ano ang tumutukoy sa panloob na paglaban ng baterya

Sa katotohanan, ang panloob na paglaban ng iba't ibang uri ng mga baterya ay hindi palaging pare-pareho. Ito ay pabago-bago, at nakasalalay sa ilang mga parameter: sa kasalukuyang pag-load, sa kapasidad ng baterya, sa antas ng singil ng baterya, pati na rin sa temperatura ng electrolyte sa loob ng baterya.

Ang mas mataas na kasalukuyang pag-load, mas mababa, bilang isang panuntunan, ang panloob na pagtutol ng baterya, dahil ang mga proseso ng paglipat ng singil sa loob ng electrolyte ay mas matindi sa kasong ito, mas maraming mga ion ang nasasangkot sa proseso, ang mga ion ay gumagalaw nang mas aktibo sa electrolyte mula sa elektrod hanggang sa elektrod. Kung ang pag-load ay medyo maliit, kung gayon ang intensity ng mga proseso ng kemikal sa mga electrodes at sa electrolyte ng baterya ay magiging mas kaunti din, at samakatuwid ang panloob na paglaban ay mukhang malaki.

Para sa mga baterya na may isang mas malaking kapasidad, ang lugar ng mga electrodes ay mas malaki, na nangangahulugang ang lugar ng pakikipag-ugnay ng mga electrodes na may electrolyte ay mas malawak. Samakatuwid, mas maraming mga ion ay kasangkot sa proseso ng pag-transfer ng singil, mas maraming mga ion lumikha ng isang kasalukuyang. Ang isang katulad na prinsipyo ay ipinakita. na may kahanay na koneksyon ng mga capacitor - mas malaki ang kapasidad, ang mas maraming singil ay maaaring magamit sa paligid ng isang naibigay na boltahe. Kaya, mas mataas ang kapasidad ng baterya - mas mababa ang panloob na paglaban nito.

Ngayon pag-usapan natin ang temperatura. Ang bawat baterya ay may sariling ligtas na saklaw ng temperatura ng operating, kung saan ang sumusunod ay totoo. Ang mas mataas na temperatura ng baterya, mas mabilis ang pagsasabog ng mga ion sa loob ng electrolyte ay nangyayari, samakatuwid, sa isang mas mataas na temperatura ng operating, ang panloob na paglaban ng baterya ay bababa.

Ang mga unang baterya ng lithium, na walang proteksyon laban sa sobrang pag-iinit, kahit na sumabog dahil dito, dahil ang oxygen na nabuo masyadong aktibo ay nabuo dahil sa mabilis na pagkabulok ng anode (bilang isang resulta ng isang mabilis na reaksyon dito). Sa isang paraan o iba pa, ang mga baterya ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang halos guhit na pag-asa ng panloob na pagtutol sa temperatura sa hanay ng mga katanggap-tanggap na temperatura ng operating.

Sa paglabas ng baterya, bumababa ang aktibong kapasidad nito, dahil ang dami ng aktibong sangkap ng mga plato, ay nakakapag-bahagi pa rin sa paglikha ng kasalukuyang, nagiging mas kaunti at mas kaunti. Samakatuwid, ang kasalukuyang ay nagiging mas mababa at mas mababa, ayon sa pagkakabanggit, ang panloob na paglaban ay lumalaki. Ang mas sisingilin ng baterya, mas mababa ang panloob na paglaban nito. Kaya, habang ang mga baterya ay naglalabas, ang panloob na paglaban nito ay nagiging mas malaki.

Comments

[#1 Anopim]

Salamat, kapaki-pakinabang na artikulo

[#2 al]

Talagang nakawiwiling artikulo, salamat. Ang lahat ay tama at malinaw na ipinaliwanag mula sa loob. Sa pamamagitan ng paraan, sabihin sa akin, kung mayroon akong 3x3 - 18650 na baterya bilang bahagi ng 3P sa 3S mayroon itong mga bangko ng paglaban = lahat ng 50ml at isang 120ml, paano ito makakaapekto sa temperatura ng lahat at ang isang 120ml na oum cell? Sabihin nating sa isang kasalukuyang 5A. Ito ba ay magpapainit ng higit sa iba o sa kabaligtaran, masisipsip ba nito ang init ng iba?

Mukhang malaman ito. Kapag nakakonekta sa serye, ang isang elemento na may isang mataas na pagtutol ay limitahan ang kasalukuyang sa sarili nito, at naaayon ito ay magpapainit nang higit pa sa iba. Kaya, sa paggawa ng baterya kailangan mong ilagay ito sa gilid, sa isang mas malamig na lugar ..
Tama, iniisip ko ba?

[#3 Maxim]

Sa wakas natagpuan ang tamang impormasyon, salamat sa trabaho!