लिथियम-आयन बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करणारे घटक

लिथियम-आयन बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करणारे घटक

लिथियम बॅटरीच्या वापराने, त्यांची कार्यक्षमता सतत घटत राहते, मुख्यत्वे क्षमता क्षय, अंतर्गत प्रतिकार वाढणे, शक्ती कमी होणे इ. म्हणून प्रकट होते. बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारातील बदल तापमान आणि डिस्चार्ज खोली यांसारख्या विविध वापराच्या परिस्थितींवर प्रभाव पाडतात. त्यामुळे, बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करणारे घटक बॅटरीच्या संरचनेची रचना, कच्च्या मालाची कार्यक्षमता, उत्पादन प्रक्रिया आणि वापराच्या परिस्थितीच्या बाबतीत स्पष्ट केले गेले.

प्रतिकार म्हणजे ऑपरेशन दरम्यान लिथियम बॅटरीच्या आतील भागातून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाने अनुभवलेला प्रतिकार. सहसा, लिथियम बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार ओमिक अंतर्गत प्रतिकार आणि ध्रुवीकृत अंतर्गत प्रतिकारांमध्ये विभागलेला असतो. ओहमिक अंतर्गत प्रतिकार इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट, डायाफ्राम प्रतिरोध आणि विविध भागांच्या संपर्क प्रतिकाराने बनलेला असतो. ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार म्हणजे इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियांदरम्यान ध्रुवीकरणामुळे होणारा प्रतिकार, ज्यामध्ये इलेक्ट्रोकेमिकल ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार यांचा समावेश होतो. बॅटरीचा ओमिक अंतर्गत प्रतिकार बॅटरीच्या एकूण चालकतेद्वारे निर्धारित केला जातो आणि बॅटरीचा ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्रीमधील लिथियम आयनच्या घन-स्थिती प्रसार गुणांकाने निर्धारित केला जातो.

ओमिक प्रतिकार

ओहमिक अंतर्गत प्रतिकार मुख्यतः तीन भागांमध्ये विभागला जातो: आयन प्रतिबाधा, इलेक्ट्रॉन प्रतिबाधा आणि संपर्क प्रतिबाधा. आम्हाला आशा आहे की लिथियम बॅटरियांचा अंतर्गत प्रतिकार कमी होताना त्या लहान होतील, म्हणून या तीन पैलूंवर आधारित ओहमिक अंतर्गत प्रतिकार कमी करण्यासाठी विशिष्ट उपाययोजना करणे आवश्यक आहे.

आयन प्रतिबाधा

लिथियम बॅटरीचा आयन प्रतिबाधा म्हणजे बॅटरीमधील लिथियम आयनच्या प्रसारणाद्वारे अनुभवलेल्या प्रतिकाराचा संदर्भ. लिथियम आयनांचा स्थलांतराचा वेग आणि इलेक्ट्रॉन वहन गती लिथियम बॅटरीमध्ये तितकीच महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि आयन प्रतिबाधा मुख्यतः सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, विभाजक आणि इलेक्ट्रोलाइटद्वारे प्रभावित होते. आयन प्रतिबाधा कमी करण्यासाठी, खालील गोष्टी चांगल्या प्रकारे केल्या पाहिजेत:

सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री आणि इलेक्ट्रोलाइटमध्ये चांगली ओलेपणा असल्याची खात्री करा

इलेक्ट्रोडची रचना करताना, योग्य कॉम्पॅक्शन घनता निवडणे आवश्यक आहे. जर कॉम्पॅक्शन घनता खूप जास्त असेल तर, इलेक्ट्रोलाइट भिजवणे सोपे नाही आणि आयन प्रतिबाधा वाढवेल. नकारात्मक इलेक्ट्रोडसाठी, जर प्रथम चार्ज आणि डिस्चार्ज दरम्यान सक्रिय सामग्रीच्या पृष्ठभागावर तयार झालेली SEI फिल्म खूप जाड असेल तर ते आयन प्रतिबाधा देखील वाढवेल. या प्रकरणात, समस्येचे निराकरण करण्यासाठी बॅटरी निर्मिती प्रक्रिया समायोजित करणे आवश्यक आहे.

इलेक्ट्रोलाइटचा प्रभाव

इलेक्ट्रोलाइटमध्ये योग्य एकाग्रता, चिकटपणा आणि चालकता असावी. जेव्हा इलेक्ट्रोलाइटची स्निग्धता खूप जास्त असते, तेव्हा ते आणि सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्सच्या सक्रिय पदार्थांमधील घुसखोरीसाठी ते अनुकूल नसते. त्याच वेळी, इलेक्ट्रोलाइटला कमी एकाग्रता देखील आवश्यक असते, जी एकाग्रता खूप जास्त असल्यास त्याच्या प्रवाहासाठी आणि घुसखोरीसाठी देखील प्रतिकूल असते. इलेक्ट्रोलाइटची चालकता हा आयन प्रतिबाधावर परिणाम करणारा सर्वात महत्वाचा घटक आहे, जो आयनांचे स्थलांतर निर्धारित करतो.

आयन प्रतिबाधावर डायाफ्रामचा प्रभाव

आयन प्रतिबाधावर पडद्याच्या मुख्य प्रभावशाली घटकांमध्ये हे समाविष्ट आहे: झिल्लीमधील इलेक्ट्रोलाइट वितरण, पडदा क्षेत्र, जाडी, छिद्र आकार, सच्छिद्रता आणि टॉर्टुओसिटी गुणांक. सिरेमिक डायाफ्रामसाठी, सिरेमिक कणांना डायाफ्रामच्या छिद्रांना रोखण्यापासून रोखणे देखील आवश्यक आहे, जे आयनच्या मार्गासाठी अनुकूल नाही. इलेक्ट्रोलाइट पूर्णपणे पडद्यामध्ये घुसतो याची खात्री करताना, त्यात कोणतेही अवशिष्ट इलेक्ट्रोलाइट शिल्लक नसावेत, ज्यामुळे इलेक्ट्रोलाइट वापरण्याची कार्यक्षमता कमी होते.

इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधा

इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधावर परिणाम करणारे अनेक घटक आहेत आणि सामग्री आणि प्रक्रियांसारख्या पैलूंमधून सुधारणा केल्या जाऊ शकतात.

सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लेट्स

सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्लेट्सच्या इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधावर परिणाम करणारे मुख्य घटक आहेत: थेट सामग्री आणि संग्राहक यांच्यातील संपर्क, थेट सामग्रीचे घटक आणि इलेक्ट्रोड प्लेटचे मापदंड. जिवंत सामग्रीचा संग्राहक पृष्ठभागाशी पूर्ण संपर्क असणे आवश्यक आहे, ज्याचा कलेक्टर कॉपर फॉइल, ॲल्युमिनियम फॉइल सब्सट्रेट आणि सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड स्लरीच्या चिकटून विचार केला जाऊ शकतो. जिवंत सामग्रीची सच्छिद्रता, कणांचे पृष्ठभाग उप-उत्पादने आणि प्रवाहकीय घटकांसह असमान मिश्रण या सर्व गोष्टी इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधामध्ये बदल घडवून आणू शकतात. इलेक्ट्रोड प्लेटचे मापदंड, जसे की जिवंत पदार्थाची कमी घनता आणि कणांमधील मोठे अंतर, इलेक्ट्रॉन वहनासाठी अनुकूल नाहीत.

विभाजक

इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधावर डायाफ्रामचे मुख्य प्रभाव पाडणारे घटक समाविष्ट आहेत: चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान डायाफ्रामची जाडी, सच्छिद्रता आणि उप-उत्पादने. पहिले दोन समजण्यास सोपे आहेत. बॅटरी सेलचे विघटन केल्यानंतर, अनेकदा असे आढळून येते की डायाफ्रामवर तपकिरी सामग्रीचा जाड थर आहे, ज्यामध्ये ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड आणि त्याच्या प्रतिक्रिया उपउत्पादनांचा समावेश आहे, ज्यामुळे डायाफ्रामच्या छिद्रामध्ये अडथळा येऊ शकतो आणि बॅटरीचे आयुष्य कमी होऊ शकते.

द्रव गोळा करणारे सब्सट्रेट

कलेक्टर आणि इलेक्ट्रोडमधील सामग्री, जाडी, रुंदी आणि संपर्काची डिग्री या सर्व गोष्टी इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधावर परिणाम करू शकतात. द्रव संकलनासाठी सब्सट्रेटची निवड करणे आवश्यक आहे जे ऑक्सिडाइझ केलेले किंवा निष्क्रिय केले गेले नाही, अन्यथा ते प्रतिबाधाच्या आकारावर परिणाम करेल. कॉपर ॲल्युमिनियम फॉइल आणि इलेक्ट्रोड कान यांच्यातील खराब सोल्डरिंग देखील इलेक्ट्रॉनिक प्रतिबाधावर परिणाम करू शकते.

संपर्क प्रतिबाधा

तांबे ॲल्युमिनियम फॉइल आणि थेट सामग्रीच्या संपर्कात संपर्क प्रतिकार तयार होतो आणि सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड पेस्टच्या आसंजनवर लक्ष केंद्रित करणे आवश्यक आहे.

ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार

इलेक्ट्रोड पोटेंशिअलच्या इंद्रियगोचर समतोल इलेक्ट्रोड पोटेंशिअलपासून विचलित होत असताना इलेक्ट्रोडमधून विद्युत् प्रवाह जातो तेव्हा त्याला इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण म्हणतात. ध्रुवीकरणामध्ये ओमिक ध्रुवीकरण, इलेक्ट्रोकेमिकल ध्रुवीकरण आणि एकाग्रता ध्रुवीकरण समाविष्ट आहे. ध्रुवीकरण प्रतिरोध म्हणजे इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियांदरम्यान बॅटरीच्या सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्समधील ध्रुवीकरणामुळे होणारा अंतर्गत प्रतिकार होय. हे बॅटरीमधील सुसंगतता प्रतिबिंबित करू शकते, परंतु ऑपरेशन्स आणि पद्धतींच्या प्रभावामुळे उत्पादनासाठी योग्य नाही. ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार हा स्थिर नसतो आणि चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान सतत बदलत असतो. याचे कारण असे की सक्रिय पदार्थांची रचना, इलेक्ट्रोलाइटची एकाग्रता आणि तापमान सतत बदलत असते. ओहमिक अंतर्गत प्रतिकार ओहमिक कायद्याचे पालन करतो आणि ध्रुवीकरण अंतर्गत प्रतिकार वाढत्या वर्तमान घनतेसह वाढते, परंतु ते एक रेषीय संबंध नाही. हे बऱ्याचदा वर्तमान घनतेच्या लॉगरिथमसह रेषीयपणे वाढते.

स्ट्रक्चरल डिझाइन प्रभाव

बॅटरी स्ट्रक्चर्सच्या डिझाईनमध्ये, बॅटरीच्या स्ट्रक्चरल घटकांचे स्वतःच रिवेटिंग आणि वेल्डिंग व्यतिरिक्त, बॅटरीच्या कानाची संख्या, आकार, स्थिती आणि इतर घटक थेट बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर परिणाम करतात. एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत, ध्रुव कानांची संख्या वाढवण्यामुळे बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार प्रभावीपणे कमी होऊ शकतो. ध्रुव कानाची स्थिती देखील बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर परिणाम करते. पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह पोल पीसच्या डोक्यावर पोल इअर पोझिशन असलेल्या वाइंडिंग बॅटरीमध्ये सर्वात जास्त अंतर्गत प्रतिकार असतो आणि विंडिंग बॅटरीच्या तुलनेत, स्टॅक केलेली बॅटरी डझनभर लहान बॅटरीच्या समांतर असते आणि तिचा अंतर्गत प्रतिकार कमी असतो. .

कच्च्या मालाच्या कामगिरीवर प्रभाव

सकारात्मक आणि नकारात्मक सक्रिय साहित्य

लिथियम बॅटरीमधील पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड सामग्री ही लिथियम साठवते, जी बॅटरीची कार्यक्षमता अधिक निर्धारित करते. सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री प्रामुख्याने कोटिंग आणि डोपिंगद्वारे कणांमधील इलेक्ट्रॉनिक चालकता सुधारते. Ni चे डोपिंग P-O बाँडची ताकद वाढवते, LiFePO4/C ची रचना स्थिर करते, सेल व्हॉल्यूम इष्टतम करते आणि सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीचा चार्ज ट्रान्सफर प्रतिबाधा प्रभावीपणे कमी करते. सक्रियकरण ध्रुवीकरणातील लक्षणीय वाढ, विशेषत: नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रियकरण ध्रुवीकरणामध्ये, तीव्र ध्रुवीकरणाचे मुख्य कारण आहे. नकारात्मक इलेक्ट्रोडचा कण आकार कमी केल्याने नकारात्मक इलेक्ट्रोडचे सक्रिय ध्रुवीकरण प्रभावीपणे कमी होऊ शकते. जेव्हा नकारात्मक इलेक्ट्रोडचा घन कण आकार अर्ध्याने कमी केला जातो तेव्हा सक्रियकरण ध्रुवीकरण 45% ने कमी केले जाऊ शकते. म्हणून, बॅटरी डिझाइनच्या दृष्टीने, सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीच्या सुधारणेवर संशोधन करणे देखील आवश्यक आहे.

प्रवाहकीय एजंट

लिथियम बॅटरीच्या उत्कृष्ट कार्यक्षमतेमुळे ग्रेफाइट आणि कार्बन ब्लॅकचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. ग्रेफाइट प्रकारच्या कंडक्टिव्ह एजंट्सच्या तुलनेत, पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडमध्ये कार्बन ब्लॅक प्रकारचे कंडक्टिव्ह एजंट जोडल्याने बॅटरीची कार्यक्षमता अधिक चांगली असते, कारण ग्रेफाइट प्रकारच्या कंडक्टिव्ह एजंटमध्ये कण आकारविज्ञान सारखा फ्लेक असतो, ज्यामुळे उच्च दराने छिद्र टॉर्टुओसिटी गुणांकात लक्षणीय वाढ होते, आणि लिक्विड फेज डिफ्यूजनच्या घटनेला प्रवण आहे ज्यामुळे डिस्चार्ज क्षमता मर्यादित होते. CNTs जोडलेल्या बॅटरीमध्ये लहान अंतर्गत प्रतिकार असतो कारण ग्रेफाइट/कार्बन ब्लॅक आणि सक्रिय सामग्रीमधील बिंदू संपर्काच्या तुलनेत, तंतुमय कार्बन नॅनोट्यूब सक्रिय सामग्रीच्या संपर्कात असतात, ज्यामुळे बॅटरीचा इंटरफेस अवरोध कमी होतो.

द्रव गोळा करणे

संग्राहक आणि सक्रिय सामग्रीमधील इंटरफेस प्रतिरोध कमी करणे आणि लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी या दोघांमधील बाँडिंग सामर्थ्य सुधारणे हे महत्त्वाचे माध्यम आहेत. ॲल्युमिनियम फॉइलच्या पृष्ठभागावर प्रवाहकीय कार्बन कोटिंग आणि ॲल्युमिनियम फॉइलवर कोरोना उपचार केल्याने बॅटरीचा इंटरफेस अडथळा प्रभावीपणे कमी होऊ शकतो. पारंपारिक ॲल्युमिनियम फॉइलच्या तुलनेत, कार्बन लेपित ॲल्युमिनियम फॉइलचा वापर केल्याने बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार सुमारे 65% कमी होतो आणि वापरादरम्यान अंतर्गत प्रतिकारशक्ती कमी होऊ शकते. कोरोनावर उपचार केलेल्या ॲल्युमिनियम फॉइलचा एसी अंतर्गत प्रतिकार सुमारे 20% कमी केला जाऊ शकतो. 20% ते 90% SOC च्या सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या श्रेणीमध्ये, एकूण DC अंतर्गत प्रतिकार तुलनेने लहान आहे आणि डिस्चार्ज खोलीच्या वाढीसह त्याची वाढ हळूहळू कमी होते.

विभाजक

बॅटरीमधील आयन वहन इलेक्ट्रोलाइटमधील सच्छिद्र झिल्लीद्वारे ली आयनच्या प्रसारावर अवलंबून असते. झिल्लीची द्रव शोषण आणि ओले करण्याची क्षमता ही चांगली आयन प्रवाह वाहिनी तयार करण्याची गुरुकिल्ली आहे. जेव्हा मेम्ब्रेनमध्ये द्रव शोषण दर जास्त असतो आणि सच्छिद्र रचना असते, तेव्हा ते चालकता सुधारू शकते, बॅटरीचा अडथळा कमी करू शकते आणि बॅटरीच्या रेट कामगिरीमध्ये सुधारणा करू शकते. सामान्य बेस मेम्ब्रेनच्या तुलनेत, सिरेमिक पडदा आणि लेपित पडदा केवळ उच्च-तापमान आकुंचन प्रतिरोधनात लक्षणीय सुधारणा करू शकत नाहीत, तर त्याची द्रव शोषण आणि ओले करण्याची क्षमता देखील वाढवू शकतात. PP झिल्लीवर SiO2 सिरेमिक कोटिंग्ज जोडल्याने पडद्याची द्रव शोषण क्षमता 17% वाढू शकते. PP/PE संमिश्र झिल्लीवर 1 लागू करा μ m चा PVDF-HFP झिल्लीचा सक्शन रेट 70% वरून 82% पर्यंत वाढवतो आणि सेलचा अंतर्गत प्रतिकार 20% पेक्षा जास्त कमी होतो.

उत्पादन प्रक्रिया आणि वापराच्या परिस्थितीच्या बाबतीत बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करणारे घटक प्रामुख्याने समाविष्ट आहेत:

प्रक्रिया घटक प्रभावित करतात

स्लरी

स्लरी मिक्सिंग दरम्यान स्लरी पसरण्याची एकसमानता प्रवाहक एजंट सक्रिय सामग्रीमध्ये एकसमानपणे विखुरली जाऊ शकते की नाही यावर परिणाम करते आणि त्याच्याशी जवळून संपर्क साधते, जे बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकाराशी संबंधित आहे. हाय-स्पीड डिस्पर्शन वाढवून, स्लरी डिस्पर्शनची एकसमानता सुधारली जाऊ शकते, परिणामी बॅटरीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती कमी होते. सर्फॅक्टंट्स जोडून, ​​इलेक्ट्रोडमधील प्रवाहकीय घटकांच्या वितरणाची एकसमानता सुधारली जाऊ शकते आणि मध्य डिस्चार्ज व्होल्टेज वाढविण्यासाठी इलेक्ट्रोकेमिकल ध्रुवीकरण कमी केले जाऊ शकते.

लेप

पृष्ठभागाची घनता हे बॅटरी डिझाइनमधील प्रमुख मापदंडांपैकी एक आहे. जेव्हा बॅटरीची क्षमता स्थिर असते, तेव्हा इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागाची घनता वाढल्याने कलेक्टर आणि सेपरेटरची एकूण लांबी अपरिहार्यपणे कमी होईल आणि बॅटरीचा ओहमिक अंतर्गत प्रतिकार देखील कमी होईल. म्हणून, एका विशिष्ट मर्यादेत, पृष्ठभागाच्या घनतेच्या वाढीसह बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार कमी होतो. कोटिंग आणि कोरडे करताना सॉल्व्हेंट रेणूंचे स्थलांतर आणि अलिप्तपणा ओव्हनच्या तपमानाशी जवळून संबंधित आहे, जे इलेक्ट्रोडमधील चिकट आणि प्रवाहकीय घटकांच्या वितरणावर थेट परिणाम करते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोडच्या आत प्रवाहकीय ग्रिडच्या निर्मितीवर परिणाम होतो. म्हणून, कोटिंग आणि कोरडे तापमान देखील बॅटरी कार्यक्षमतेसाठी एक महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया आहे.

रोलर दाबणे

एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत, कॉम्पॅक्शन घनतेच्या वाढीसह बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार कमी होतो, जसे की कॉम्पॅक्शन घनता वाढते, कच्च्या मालाच्या कणांमधील अंतर कमी होते, कणांमधील अधिक संपर्क, अधिक प्रवाहकीय पूल आणि चॅनेल आणि बॅटरी प्रतिबाधा. कमी होते. कॉम्पॅक्शन घनतेचे नियंत्रण प्रामुख्याने रोलिंग जाडीद्वारे प्राप्त केले जाते. वेगवेगळ्या रोलिंग जाडीचा बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. जेव्हा रोलिंगची जाडी मोठी असते, तेव्हा सक्रिय पदार्थ आणि संग्राहक यांच्यातील संपर्क प्रतिकार वाढतो कारण सक्रिय पदार्थ घट्ट रोल करू शकत नाही, परिणामी बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारात वाढ होते. आणि बॅटरी चक्रानंतर, बॅटरीच्या पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर मोठ्या रोलिंग जाडीसह क्रॅक दिसतात, ज्यामुळे इलेक्ट्रोड आणि कलेक्टरच्या पृष्ठभागाच्या सक्रिय पदार्थांमधील संपर्क प्रतिरोधकता आणखी वाढेल.

पोल पीस टर्नओव्हर वेळ

पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या वेगवेगळ्या शेल्व्हिंग वेळा बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडतात. शेल्व्हिंगची वेळ तुलनेने कमी आहे आणि लिथियम आयर्न फॉस्फेट आणि लिथियम आयर्न फॉस्फेटच्या पृष्ठभागावरील कार्बन कोटिंग लेयरमधील परस्परसंवादामुळे बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार हळूहळू वाढतो; दीर्घकाळ (23 तासांपेक्षा जास्त) न वापरलेले सोडल्यास, लिथियम आयर्न फॉस्फेट आणि पाणी यांच्यातील अभिक्रिया आणि ॲडहेसिव्हच्या बाँडिंग प्रभावामुळे बॅटरीची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती अधिक लक्षणीय वाढते. म्हणून, वास्तविक उत्पादनामध्ये, इलेक्ट्रोड प्लेट्सच्या टर्नओव्हरच्या वेळेवर कठोरपणे नियंत्रण करणे आवश्यक आहे.

इंजेक्शन

इलेक्ट्रोलाइटची आयनिक चालकता बॅटरीची अंतर्गत प्रतिकार आणि दर वैशिष्ट्ये निर्धारित करते. इलेक्ट्रोलाइटची चालकता सॉल्व्हेंटच्या स्निग्धता श्रेणीच्या व्यस्त प्रमाणात असते आणि लिथियम क्षारांच्या एकाग्रता आणि आयनच्या आकाराने देखील प्रभावित होते. चालकता संशोधनास अनुकूल करण्याव्यतिरिक्त, इंजेक्शन केलेल्या द्रवाचे प्रमाण आणि इंजेक्शननंतर भिजण्याचा वेळ देखील बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर थेट परिणाम करतात. थोड्या प्रमाणात द्रव इंजेक्शनने किंवा अपुरा भिजण्याचा वेळ यामुळे बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार खूप जास्त होऊ शकतो, ज्यामुळे बॅटरीच्या क्षमतेवर परिणाम होतो.

वापर परिस्थितीचा प्रभाव

तापमान

अंतर्गत प्रतिकारशक्तीच्या आकारावर तापमानाचा प्रभाव स्पष्ट आहे. तापमान जितके कमी असेल तितके बॅटरीच्या आत आयन वाहतूक कमी होईल आणि बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार जास्त असेल. बॅटरीच्या प्रतिबाधाला मोठ्या प्रमाणात प्रतिबाधा, SEI फिल्म प्रतिबाधा आणि चार्ज ट्रान्सफर प्रतिबाधामध्ये विभागले जाऊ शकते. बल्क प्रतिबाधा आणि SEI फिल्म प्रतिबाधा प्रामुख्याने इलेक्ट्रोलाइट आयन चालकतेने प्रभावित होतात आणि कमी तापमानात त्यांची भिन्नता प्रवृत्ती इलेक्ट्रोलाइट चालकता भिन्नता ट्रेंडशी सुसंगत असते. कमी तापमानात बल्क प्रतिबाधा आणि SEI फिल्म प्रतिरोधकतेच्या वाढीच्या तुलनेत, कमी तापमानासह चार्ज प्रतिक्रिया प्रतिबाधा अधिक लक्षणीय वाढते. -20 ℃ खाली, चार्ज प्रतिक्रिया प्रतिबाधा बॅटरीच्या एकूण अंतर्गत प्रतिकाराच्या जवळजवळ 100% आहे.

SOC

जेव्हा बॅटरी वेगवेगळ्या SOC वर असते तेव्हा तिचा अंतर्गत प्रतिकार आकार देखील बदलतो, विशेषत: DC अंतर्गत प्रतिकार बॅटरीच्या पॉवर कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करतो, जे बॅटरीचे वास्तविक कार्यप्रदर्शन प्रतिबिंबित करते. बॅटरी डिस्चार्ज डेप्थ डीओडीच्या वाढीसह लिथियम बॅटरीचा डीसी अंतर्गत प्रतिकार वाढतो आणि अंतर्गत प्रतिकार आकार 10% ते 80% डिस्चार्ज श्रेणीमध्ये मूलतः अपरिवर्तित राहतो. साधारणपणे, सखोल डिस्चार्जच्या खोलीवर अंतर्गत प्रतिकार लक्षणीय वाढतो.

स्टोरेज

लिथियम-आयन बॅटऱ्यांची साठवण वेळ जसजशी वाढत जाते, तसतसे बॅटरियांचे वय वाढत जाते आणि त्यांचा अंतर्गत प्रतिकार वाढत जातो. विविध प्रकारच्या लिथियम बॅटरियांमध्ये अंतर्गत प्रतिकारशक्तीतील फरकाची डिग्री बदलते. 9 ते 10 महिन्यांच्या स्टोरेजनंतर, LFP बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार वाढण्याचा दर NCA आणि NCM बॅटरींपेक्षा जास्त असतो. अंतर्गत प्रतिकार वाढीचा दर स्टोरेज वेळ, स्टोरेज तापमान आणि स्टोरेज SOC शी संबंधित आहे

सायकल

स्टोरेज असो किंवा सायकलिंग असो, बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर तापमानाचा प्रभाव सातत्यपूर्ण असतो. सायकलिंग तापमान जितके जास्त असेल तितके अंतर्गत प्रतिकार वाढण्याचा दर जास्त असेल. बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीवर वेगवेगळ्या सायकल मध्यांतरांचा प्रभाव देखील भिन्न असतो. चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग डेप्थच्या वाढीसह बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार झपाट्याने वाढतो आणि चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग डेप्थच्या बळकटीकरणाच्या थेट प्रमाणात अंतर्गत प्रतिकारशक्ती वाढते. सायकल दरम्यान चार्जिंग आणि डिस्चार्जच्या खोलीच्या प्रभावाव्यतिरिक्त, चार्जिंग कटऑफ व्होल्टेजवर देखील प्रभाव पडतो: चार्जिंग व्होल्टेजची वरची मर्यादा खूप कमी किंवा खूप जास्त असल्यास इलेक्ट्रोडचा इंटरफेस प्रतिबाधा वाढेल आणि खूप कमी होईल. अप्पर लिमिट व्होल्टेज पॅसिव्हेशन फिल्म बनवू शकत नाही, तर खूप जास्त वरच्या मर्यादेच्या व्होल्टेजमुळे इलेक्ट्रोलाइटचे ऑक्सिडाइझ होऊन LiFePO4 इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर विघटन होऊन कमी चालकता असलेली उत्पादने तयार होतात.

इतर

ऑटोमोटिव्ह लिथियम बॅटरी अनिवार्यपणे व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये खराब रस्त्यांची परिस्थिती अनुभवतात, परंतु संशोधनात असे आढळून आले आहे की अनुप्रयोग प्रक्रियेदरम्यान लिथियम बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर कंपन वातावरणाचा जवळजवळ कोणताही प्रभाव पडत नाही.

अपेक्षा

लिथियम-आयन बॅटरीच्या उर्जा कार्यक्षमतेचे मोजमाप करण्यासाठी आणि त्यांच्या आयुर्मानाचे मूल्यमापन करण्यासाठी अंतर्गत प्रतिकार हे एक महत्त्वाचे पॅरामीटर आहे. अंतर्गत प्रतिकार जितका मोठा असेल तितका बॅटरीचा दर खराब होईल आणि स्टोरेज आणि सायकलिंग दरम्यान ती जितक्या वेगाने वाढते. अंतर्गत प्रतिकार बॅटरीची रचना, भौतिक वैशिष्ट्ये आणि उत्पादन प्रक्रियेशी संबंधित आहे आणि पर्यावरणीय तापमान आणि चार्ज स्थितीतील बदलांनुसार बदलते. त्यामुळे, कमी अंतर्गत प्रतिरोधक बॅटरी विकसित करणे ही बॅटरी उर्जा कार्यप्रदर्शन सुधारण्याची गुरुकिल्ली आहे आणि बॅटरीच्या अंतर्गत प्रतिकारशक्तीतील बदलांवर प्रभुत्व मिळवणे हे बॅटरीच्या आयुष्याचा अंदाज लावण्यासाठी खूप व्यावहारिक महत्त्व आहे.