蓄电池内阻与容量的关系

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０１５８２１年１月２日第２卷第１期

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Ｊｎ２，０１，Ｖｌ２ｏ１ａ．５２１ｏ．８Ｎ．

文章编号：０９３６（０１０－０２０１０－６４２１）１０３－３新能源

蓄电池内阻与容量的关系

桂长清，柳瑞华（中船重工第７２研究所，湖北武汉４０６）１３０４阀锂金Ｏ０摘要：蓄电池的内阻跟额定容量有关。荷电态ＳＣ高于５％时，控密封铅酸蓄电池、离子电池、属氢化物镍电池、镉镍蓄电池、锌镍电池的内阻都是保持不变的；只是ＳＣ低于４％以下时，它们的内阻才很快升高。Ｏ０关键词：蓄电池；电池内阻；荷电态；容量中图分类号：９２ＴＭ１文献标识码：Ａ

ＲｌｔｎｅｗｅｎｅｎｌＲｓｔｎｅａｄＣｐｃｙｆｒＢｔｅｉｓｅｉｓｂｔｅｎＩｔｒａｅｉａｃｎａａｉｏａｔｒａｏｓｔｅＧＵｈｎ－ｉｇＬＵｕ－ｕＩＣａｇｑｎ，ＩＲｉｈａ（ｈｎｈｐｕｄｎｎｕｔｙＣｒｏａｏｏ７２ＲｓａｃｎｔｕｅＷｕａ３０４，ｈｎ）ＣｉａＳｉｂｉｉｇＩｄｓｒｏｐｒｔｎＮ．１ｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｈｎ４０６ＣｉａｌｉｉＡｓｒｃ：ｎｅｎｌｅｉａｃａｔｒａｅｔｄｔｓｒｔｄｃｐｃｙｂｔａｔＩｔｒａｒｓｔｎｅｏｂｔｅｙｗｓｒｌｅｏｉａｅａａｉ．ＷｈｅＳＣ＞５，ｎｅｎｌｅｉａｃｓｆｒｆａｔｔｉＯｌ０％ｉｔｒａｒｓｔｎｅｏｓｓＶＬ、ｉｏａｔｒ、ＲＡＬ－ｎｂｔｅｙＭＨ－Ｎ、ｄｉｎｎｉａｔｒｅｅｎｔｈｎｅｂｅａｍｓ；ｓＳＣ＜４，ｈｉｉｔｒａｒｓｔｉｉＣ－ＮｄＺ－ＮｔｅｙｗｒｏａｇａｌｏｔａＯａｂｃｌ０％ｔｅｎｅｎｌｅｉ－ｒｓａｃｓｗｕｄｒｅｒｐｄｙｎｅｏｌｓａｉｌ．ｉＫｙｗｒｓｂｔｅｙｉｔｒａｒｓｔｎｅｓａｅｏｈｒｅｃｐｃｙｅｏｄ：ａｔｒ；ｅｎｌｅｉａｃ；ｔｃａｇ；ａｉｎｔｆａｔｓ蓄电池内阻与容量之间的关系其中有两种含义：电池内阻跟额定容量的关系，及同一型号电池的内以阻跟荷电态ＳＣ的关系。十多年前人们曾经试图利Ｏ用阀控密封铅酸蓄电池内阻（或电导）的变化去在线检测电池的容量和预测电池寿命，但却未能如愿；近来随人着电动汽车和电动助力车产业的发展，们对动力电池的大电流放电能力提出了越来越高的要求，就要这求尽可能降低电池内阻。因而本文将进一步探索和阐明一些常用蓄电池内阻与容量之间的内在关系。

２它们之间存在线性相关关系，其相关系数Ｒ＝０．２。８５

由此有人提出对于在线使用的阀控密封铅酸蓄电池，可以用测得的电导值去推测它们的剩余容量。虽然十多年前本人从客观实际出发已多次对这一观点提出了２而否定的看法［］，后被众多的同行专家所认可。但今

天仍有一些人没做过试验不假思索地引用上述已经过。时的观点，因而重提一下上述观点的‘症结’

１阀控密封铅酸蓄电池

当前阀控密封铅酸蓄电池已逐步取代开口式流动广电解液铅酸蓄电池，泛用

于邮电通信电源、Ｐ、ＵＳ储能电源系统等。动力型阀控密封铅酸蓄电池不仅已广泛用于电动助力车，且近来又向轻型电动汽车大力而进军。这些领域都要求在线检测蓄电池的荷电态。（）１蓄电池的内阻跟荷电态的关系蓄电池的荷电态ＳＣ指的是电池可以放出的容Ｏ量跟其额定容量的比。这一数据对邮电通信电源系统和正在使用的动力电池组十分重要。１９年ＤｖｄＯＦｄｒ发表了用ＭｄｒｎｃＣｌ－９２ａｉｅｅｉｔｏｉｅｌ电导测试仪对阀控密封铅酸蓄电池ｔｏｎｉｔｏｒｎａｄＭｄｒｎ［］（Ｌ）ＶＲＡ的测试和统计结果１。图１示出了３６块１３００Ａ密封铅酸蓄电池用２３Ａ放电至１．０Ｖ的放０ｈ６８电时间跟电池电导（阻的倒数）分布。可以看出，内的

收稿日期：０００－１２１－８２作者简介：长清（９８）男，船７２研究所原总工程师，桂１３－，中１１６年复旦大学电化学专业研究生毕业。荣获国务院颁发的９４政府特殊津贴，主要从事化学电源的研究和设计。·３·２图１密封铅酸蓄电池电导与放电时间的关系（０ｈ电池，６放电到１．０Ｖ）１００Ａ２３Ａ８

从图１的统计数据可以看出上述观点是有一定道理的。但应当看到，述结果是将放电时间接近于０上至１０％的全部铅酸蓄电池都统计进去得到的，中其０８％电池的容量是低于８％的。可是我国标准中规００定ＶＲＡ的容量必须保证在８％以上方可在线使Ｌ０用，低于８％就是失效电池，应该更换。也就是说，若０用在线使用的蓄电池测得的电导值去推测它的剩余容必须观察电池容量在８％以上时电池的电导跟容量，０量之间是否存在线性相关关系。然而众多实验事实和统计结果都表明了此条件下不存在上述关系。

３笔者在以前的工作［］中已经阐明了：同时期不不

同作者采用不同的方法对不同型式的铅酸蓄电池内阻

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桂长清等：蓄电池内阻与容量的关系

ＴｌｃｍＰｗｒＴｃｎｌｇｅｏｏｅｅｈｏｏｙｅｏ．８Ｎ．Ｊｎ２，０１，Ｖｌ２ｏ１ａ．５２１

进行测试的结果都表明，论是开口式或密封式铅蓄不电池、不论是用交流阻抗法或电导仪测试法（它是简化、了的阻抗测试仪）不论测量用的交流信号的频率或幅度如何，虽然测得的同一型号铅蓄电池内阻值有差异，但它们都有一个共同点：铅蓄电池的荷电态在４％以０上时，其内阻或电导几乎没有变化，是在低于３％只０时，其内阻值才迅速上升。这就是何以荷电态高于８０内阻倒数）之间不存在线性相％的电池其容量和电导（关关系的根本原因。最近我们用阶跃电流测试技术测取了动力型阀控密）结果又一次表明，封铅酸蓄电池的欧姆内阻（见图２，电池的荷电态在３％以上时，其欧姆内阻几乎是不变的。０

例如现在常用的ＬＦＰ４，们本身的电子导电性比ｉｅＯ它金属要差；再者锂离子导电性受锂离子在材料晶格中加之采用了有机物作电解质溶剂，这扩散速度的影响，些因素决定了锂离子电池的内阻比较大，其高功率使输出时比能量迅速下降。图３示出国内某厂家在产品说明书中提供的锂离子电池芯的内阻分布情况。可以看出，电池容量越大，内阻越小。８～１ｈ的单电其０Ａ，比同容量的阀控式密封铅池芯的内阻有约１５ｍΩ它酸蓄电池内阻要大，者１ｈ容量电池单格内阻只后０Ａ有３～４ｍΩ。温度降低，锂离子电池内阻迅速增大，二者的差别更大。