? ? ? ?電池內(nèi)阻與普通電阻元件不同，它是有源元件,不能用普通萬(wàn)用表測(cè)量,必須用特殊方法測(cè)量,包括方波電流法、交流電橋法、交流阻抗法、直流伏安法、短路電流法、脈沖電流法等。

? ? ? ?電池內(nèi)阻測(cè)定的等效電路如圖2-17所示。圖中R。為電池的歐姆內(nèi)阻, R為電池的極化電阻, C.為兩極板的雙電層電容。在一些簡(jiǎn)單的測(cè)量方法中,如直流伏安法、短路電流法等,通常忽略雙電層電容的影響,將電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化為純電阻電路。

? ? ? ?在放電電路的原理圖上來(lái)說(shuō),可以把電池和內(nèi)阻拆開(kāi)考慮,分為一個(gè)完全沒(méi)有內(nèi)阻的電源串接上一個(gè)阻值很小的電阻。此時(shí)如果外接的負(fù)載輕,那么分配在這個(gè)小電阻.上的電壓就小,反之如果外接很重的負(fù)載,那么分配在這個(gè)小電阻上的電壓就比較大，就會(huì)有一部分功率被消耗在這個(gè)內(nèi)阻上(可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱,或者是一些復(fù)雜的逆向電化學(xué)反應(yīng))。一個(gè)可充電電池出廠時(shí)的內(nèi)阻是比較小的,但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后,由于電池內(nèi)部電解液的枯竭,以及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低,這個(gè)內(nèi)阻會(huì)逐漸增加,直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無(wú)法正常釋放出來(lái),此時(shí)電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因?yàn)閮?nèi)阻過(guò)大的原因而造成無(wú)使用價(jià)值,只好報(bào)廢。因此更應(yīng)注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。

? ? ? ?內(nèi)阻不是一個(gè)固定的數(shù)值,處于不同的電量狀態(tài)時(shí),它的內(nèi)阻值不-樣;電池處于不同的使用壽命狀態(tài)下,它的內(nèi)阻值也不同。從技術(shù)的角度出發(fā), -般把電池的電阻分為兩種狀態(tài)考慮:充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻。充電態(tài)內(nèi)阻指電池完全充滿電時(shí)的所測(cè)量到的電池內(nèi):放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后(放電到標(biāo)準(zhǔn)的截止電壓時(shí))所測(cè)量到的電池內(nèi)阻。

? ? ? ?一般情況下放電態(tài)的內(nèi)阻是不穩(wěn)定的,測(cè)量的結(jié)果也比正常值高出許多,而充電態(tài)內(nèi)阻相對(duì)比較穩(wěn)定,測(cè)量這個(gè)數(shù)值具有實(shí)際的比較意義。因此在電池的測(cè)量過(guò)程中,都以充電態(tài)內(nèi)阻作為測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。

? ? ? ?內(nèi)阻無(wú)法用一般的方法進(jìn)行精確測(cè)量。電池的內(nèi)阻很小，一般用微歐或者毫歐的單位來(lái)定義它。在一般的測(cè)量場(chǎng)合,要求電池的內(nèi)阻測(cè)量精度誤差必須控制在正負(fù)5%以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

? ? ? ?目前行業(yè)中電池內(nèi)阻的精確測(cè)量是通過(guò)專用設(shè)備來(lái)進(jìn)行的。方法主要有以下兩種。

? ? ? ?①直流放電內(nèi)阻測(cè)量法。根據(jù)物理公式R=U/I ,測(cè)試設(shè)備讓電池在短時(shí)間內(nèi)( 一般為2~3s )強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)很大的恒定直流電流(目前一般使用40 ~ 80A的大電流),測(cè)量此時(shí)電池兩端的電壓,并按公式計(jì)算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。這種測(cè)量方法的精確度較高,控制得當(dāng)?shù)脑?測(cè)量精度誤差可以控制在0.1%以內(nèi)。但此法有明顯的不足之處: a.只能測(cè)量大容量電池或者蓄電池,小容量電池?zé)o法在2 ~ 3s內(nèi)負(fù)荷40 ~ 80A的大電流; b.當(dāng)電池通過(guò)大電流時(shí),電池內(nèi)部的電極會(huì)發(fā)生極化現(xiàn)象,

? ? ? ?②交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法。因?yàn)殡姵貙?shí)際上等效于一個(gè)有源電阻,因此給電池施加一個(gè)固定頻率和固定電流(目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流) ,然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣,經(jīng)過(guò)整流、濾波等一系列處理后通過(guò)運(yùn)放電路計(jì)算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法的電池測(cè)量時(shí)間極短,一般在100ms左右。這種測(cè)量方法的精確度也不錯(cuò)，測(cè)量精度誤差一般在1% ~ 2%之間。此法的優(yōu)缺點(diǎn): a.使用交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法可以測(cè)量幾乎所有的電池,包括小容量電池。筆記本電池電芯的內(nèi)阻測(cè)量一般都用這種辦法; b.交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度很可能會(huì)受到紋波電流的影響,同時(shí)還有諧波電流干擾的可能,這對(duì)測(cè)量?jī)x器電路中的抗干擾能力是一個(gè)考驗(yàn); C.用此法測(cè)量對(duì)電池本身不會(huì)有太大的損害; d.交流壓降測(cè)量法的測(cè)量精度不如直流放電內(nèi)阻測(cè)量法。