Arrière-plan

Lors de la charge et de la décharge des batteries, la capacité sera influencée par la surtension provoquée par la résistance interne. En tant que paramètre critique de la batterie, la résistance interne mérite d’être étudiée pour analyser la dégradation de la batterie. La résistance interne d’une batterie contient :

• Résistance interne Ohm (R_Ω) –La résistance des languettes, de l'électrolyte, du séparateur et d'autres composants.
• Résistance interne de transmission des charges (R_ct) –La résistance des ions passant les languettes et l'électrolyte. Cela représente la difficulté de réaction des onglets. Normalement on peut augmenter la conductivité pour réduire cette résistance.
• Résistance à la polarisation (R_mt) est la résistance interne causée par une densité inégale des ions lithium entrecathodeet anode. La résistance de polarisation sera plus élevée dans des situations telles que la charge à faibletempératureou une charge nominale élevée.

Normalement, nous mesurons l'ACIR ou le DCIR. ACIR est la résistance interne mesurée en courant alternatif de 1 kHz. Cette résistance interne est également appelée résistance Ohm. Lepénuriedes données est qu’elles ne peuvent pas montrer directement les performances d’une batterie. Le DCIR est mesuré par un courant constant forcé sur une courte période, au cours duquel la tension change continuellement. Si le courant instantané est I et que le changement de tension à court terme estΔＵ, selon la loi d'OhmＲ＝ΔＵ／ＩNous pouvons obtenir le DCIR. DCIR ne concerne pas seulement la résistance interne Ohm, mais également la résistance au transfert de charge et la résistance de polarisation.

Analyse des normes de la Chine et d'autres pays

It'C'est toujours une difficulté sur la recherche du DCIR d'une batterie lithium-ion. Il'C'est principalement parce que la résistance interne d'une batterie lithium-ion est très faible, généralement quelques mètres seulement.Ω. En tant que composant actif, il est difficile de mesurer directement la résistance interne. En outre, la résistance interne est influencée par l’état de l’environnement, comme la température et l’état des charges. Vous trouverez ci-dessous les normes qui expliquent comment tester le DCIR.

• Norme internationale :

CEI 61960-3 : 2017 :Piles et batteries secondaires contenant des électrolytes alcalins ou autres électrolytes non acides – Piles et batteries secondaires au lithium pour applications portables – Partie 3 : Piles secondaires au lithium prismatiques et cylindriques et batteries fabriquées à partir de celles-ci.

CEI 62620:2014 :Piles et batteries secondaires contenant des électrolytes alcalins ou autres électrolytes non acides – Piles et batteries secondaires au lithium destinées à être utilisées dans des applications industrielles.

• Japon:JIS C 8715-1:2018: Piles et batteries secondaires au lithium destinées à être utilisées dans des applications industrielles – Partie 1 : Essais et exigences de performances
• La Chine n'a pas de norme pertinente concernant les tests DCIR.

Variétés

Les méthodes de test sont similaires parmiCEI 61960-3:2017,CEI 62620:2014etJIS C 8715-1:2018. Les principales distinctions sont les suivantes :

1. Les températures de test sont différentes. CEI 62620:2014 etJIS C 8715-1:2018régule un 5℃température ambiante supérieure à celle de la norme CEI 61960-3:2017. Une température plus basse augmentera la viscosité de l'électrolyte, ce qui entraînera un moindre mouvement des ions. Ainsi, la réaction chimique ralentira et la résistance Ohm et la résistance de polarisation deviendront plus grandes, ce qui entraînera une tendance à l'augmentation du DCIR.
2. Le SoC est différent. Le SoC requis dansCEI 62620:2014etJIS C 8715-1:2018est 50％±10％, alors queCEI 61960-3:2017est 100%. Le statut de charge a une grande influence sur le DCIR. Normalement, le résultat des tests DCIR diminue avec l’augmentation du SoC. Ceci est lié à la procédure de réaction. Dans un SoC faible,la résistance au transfert de chargeR_ct sera plus élevé ; etR_ct diminuera avec l’augmentation du SoC, tout comme le DCIR.
3. La période de décharge est différente. IEC 62620:2014 et JIS C 8715-1:2018 exigent une période de décharge plus longue que celleCEI 61960-3:2017. La longue période d'impulsion entraînera une tendance à la hausse plus faible du DCIR et présentera un écart par rapport à la linéarité. La raison en est que l'augmentation du temps d'impulsion entraînera une augmentationR_ct et devenirdominant.
4. Les courants de décharge sont différents. Cependant, le courant de décharge n'est pas nécessairement directement lié au DCIR. La relation est déterminée parleconception.
5. CependantJIS C 8715-1:2018fait référence àCEI 62620:2014, ils ont des définitions différentes sur les batteries de qualité supérieure.CEI 62620:2014définit que les batteries de haute qualité peuvent décharger pas moins de 7,0 °C de courant.WsalutJIS C 8715-1:2018définit les batteries de haute qualité comme celles qui peuvent se décharger à 3,5C.

Analyse sur les tests

Vous trouverez ci-dessous le diagramme de fonction tension-temps de la mesure de test DCIR. La courbe montre la résistance des cellules, afin que nous puissions évaluer les performances.

• Comme le montre l'image, les flèches rouges représententR_Ω. La valeur est liée à iR-drop. iR-drop signifie le changement soudain de tension après le changement de courant. Normalement, lorsqu'une cellule est électrifiée, il y a'une chute de tension. On peut donc savoir que leR_Ω de la cellule est0,49 mΩ.
• La flèche verte représenteR_ct. R_ct etR_mt besoin d'un certain temps pour s'activer. Normalement, cela se produit après une chute de tension Ohm. La valeur deR_ct peut être mesuré 1 ms après le changement de courant. La valeur est0,046 mΩ. NormalementR_ct diminuera avec l’augmentation du SoC.
• La flèche bleue représente le changement deR_mt. La tension continue de diminuer en raison de la répartition inégale du lithium-ion. La valeur deR_mt is 0,19 mΩ 

Conclusion

Le test DCIR peut montrer les performances des batteries. Il'C’est également un paramètre critique pour la R&D. Cependant, certains problèmes doivent être pris en compte afin de conserver la précision des mesures.

• Le mode de connexion entre les batteries et les équipements de charge et de décharge doit être pris en compte. La résistance de connexion doit être aussi faible que possible (nous suggérons de ne pas dépasser0,02 mΩ).
• La connexion des fils de collecte de tension et de courant est également importante.IIl serait préférable de se connecter du même côté des onglets. Il convient de noter qu'il ne faut pas connecter les fils de collecte aux fils de charge des équipements.
• La précision des équipements de charge et de décharge ainsi que le temps de réponse doivent également être pris en considération. Le temps de réponse suggéré ne dépasse pas 10 ms. Plus le temps de réponse est court, plus le résultat est précis.