ACIR contro DCIR, qual è la differenza??
Nell'industria del litio, la resistenza interna della batteria è uno degli indicatori più importanti per valutare le prestazioni del prodotto. Spesso possiamo vedere le informazioni sulla resistenza interna della batteria al litio nelle specifiche o nella scheda tecnica della batteria. Tuttavia, se stai attento, potresti scoprire che alcune resistenze interne mostrano ACIR e altre mostrano DCIR, quindi qual è la differenza e la connessione tra ACIR e DCIR? Quali informazioni rappresentano? Quali dati dovremmo prendere come base? Questo articolo ti fornirà le risposte a queste domande.
Sommario
Cos’è l’ACIR?
ACIR è la resistenza interna alla corrente alternata, un tipo di resistenza interna della batteria. È la capacità di impedire il passaggio della corrente alternata. Numericamente, ACIR è un valore variabile correlato alla frequenza applicata. Generalmente maggiore è la frequenza, più basso è l'ACIR, mentre il DCIR è molto meno influenzato dalla frequenza, ma ha un effetto.
Sotto l'azione della corrente alternata ad alta frequenza (AC), gli ioni di litio arrivano troppo tardi per spostarsi in modo significativo all'interno della batteria, evitando il consumo e la diffusione del materiale superficiale dell'elettrodo, e minimizzando l'interferenza dell'effetto di polarizzazione, a quel punto il valore ACIR misurato viene considerato equivalente alla resistenza ohmica interna della batteria.
Le batterie agli ioni di litio generalmente utilizzano l'alimentazione CA alla frequenza di 1kHz, sotto questa prova, il valore misurato ACIR è equivalente alla resistenza interna ohmica. Possiamo vedere che molti produttori di batterie al litio forniscono che la resistenza interna nelle specifiche sarà contrassegnata con ACIR, 1kHz.
Cos'è il DCIR?
DCIR è la resistenza interna a corrente continua, un tipo di resistenza interna della batteria. È la capacità di impedire il passaggio della corrente continua. È il rapporto tra la variazione della tensione di una batteria e la corrispondente variazione della corrente di scarica in condizioni operative, e il suo valore può essere derivato mediante test.
Viene chiamata anche resistenza dinamica perché durante il test si verifica un cambiamento significativo nella posizione spaziale degli ioni di litio.
A causa dell'esistenza della polarizzazione, DCIR contiene resistenza interna ohmica e resistenza interna di polarizzazione, eccetera.. Il valore DCIR testato è l'impedenza che la batteria agli ioni di litio presenta durante il funzionamento.
Metodo di prova per ACIR
L'ACIR viene testato iniettando un segnale di corrente sinusoidale nei terminali positivo e negativo della batteria, e contemporaneamente rilevare ed ottenere un segnale di tensione ad onda sinusoidale sugli altri due terminali, che porta alla derivazione dell'impedenza CA della batteria.
I produttori di batterie agli ioni di litio utilizzano solitamente uno speciale tester di resistenza interna della batteria, impostare le condizioni di test utilizzando 1000 Hz CA, applicando un segnale di corrente CA e misurando la risposta in tensione su entrambe le estremità della batteria, per calcolare l'ACIR della batteria.
Metodo di prova per DCIR
Il test DCIR applica un segnale CC alla batteria, tipicamente una corrente pulsata costante. La batteria viene caricata e scaricata utilizzando una corrente (IO) di uno specifico moltiplicatore, limitando i tempi di carica e scarica (T) ad un valore finito, e la tensione della batteria prima della carica e della scarica viene registrata come (U1), e dopo la carica e la scarica viene registrato come (U2), che si ottiene calcolando: R = (U2 – U1)/IO .
Il DCIR può generalmente essere considerato come la resistenza interna ohmica + impedenza di trasferimento di carica + impedenza di migrazione degli ioni di litio della batteria (differenze nei metodi di analisi possono comportare la mancata comparsa della polarizzazione della concentrazione, quindi può comprendere anche la sola resistenza ohmica interna + impedenza di trasferimento di carica).
Differenza tra DCIR e ACIR
Sia ACIR che DCIR sono manifestazioni della resistenza interna di una batteria, e c'è una certa relazione tra loro. Come si può vedere dall'analisi dell'articolo sopra, DCIR solitamente include tutte le impedenze di una batteria, compresa la resistenza ohmica, impedenza dell'interfaccia, impedenza di trasferimento di carica, e impedenza di diffusione. E l'ACIR, soprattutto alle alte frequenze, rappresenta principalmente la resistenza interna ohmica. Perciò, Generalmente, il valore di ACIR sarà inferiore a DCIR.
È stato anche dimostrato che quando la frequenza corrente è bassa, i due sono linearmente correlati. Ciò significa che in specifiche condizioni di bassa frequenza, possiamo indirettamente ottenere il valore di DCIR attraverso la misurazione di ACIR, e utilizzare l'ACIR a bassa frequenza come un'altra misurazione del DCIR. Fornisce maggiore selettività e flessibilità per la misurazione della resistenza interna della batteria.
I risultati dei test ACIR sono altamente ripetibili e veloci, con tempi di prova nell'ordine dei millisecondi. Abbinato ad apparecchiature automatizzate, È possibile ottenere misurazioni batch efficienti. Il tester ACIR è piccolo e leggero, con un processo di test semplice ed efficiente dal punto di vista energetico che consente misurazioni rapide, rendendolo particolarmente adatto per le ispezioni delle batterie e i test sui gruppi di celle.
Rispetto all'ACIR, I risultati dei test DCIR della batteria sono relativamente meno riproducibili, le misurazioni richiedono più tempo, e i risultati del test di carica/scarica della batteria devono essere calcolati. Tester DCIR, i.e., apparecchiature di carica/scarica della batteria, sono più affidabili dei test ACIR, e gli strumenti sono più grandi, più pesante, e consumare più energia; Tuttavia, in pratica il DCIR sarà molto più vicino alla resistenza interna della batteria.
Per riassumere, Il test ACIR è più conveniente, veloce e a basso costo, insieme ai due hanno anche una certa correlazione, i produttori di batterie solitamente utilizzano ACIR per valutare la resistenza interna della batteria, le specifiche della batteria nella maggior parte dei casi forniscono anche il valore di ACIR.
Applicazione del DCIR e dell'ACIR
In pratica, le misurazioni di DCIR e ACIR vengono talvolta combinate per fornire un quadro più completo delle prestazioni della batteria. DCIR può riflettere in modo più fedele i valori sovrapposti di varie resistenze e capacità all'interno della batteria, mentre ACIR fornisce maggiori informazioni sulle reazioni elettrochimiche. Anche, se combinato con l'analisi della temperatura, stato di carica, e altri fattori, la salute e le prestazioni della batteria possono essere valutate in modo più accurato.
DCIR è comunemente utilizzato per valutare le prestazioni energetiche di una batteria e le sue prestazioni nell'uso reale. È importante per la capacità di scarica della batteria, efficienza di ricarica e altri aspetti.
ACIR ha una vasta gamma di applicazioni nella ricerca e sviluppo delle batterie, controllo qualità e analisi elettrochimiche. Può aiutare a studiare il meccanismo di reazione elettrochimica, proprietà dell'interfaccia delle batterie.
La variazione dell'impedenza ohmica delle batterie agli ioni di litio è limitata durante l'uso, Tuttavia, con il ripetuto processo di carica e scarica della cella della batteria, sulla superficie degli elettrodi si depositeranno continuamente alcune sostanze solide irreversibili, corrispondente all'ispessimento del film SEI, che porta all'aumento delle resistenze interne elettrochimiche e diffusive della cella della batteria. Perciò, valutare nella pratica l’invecchiamento delle batterie, testare il DCIR è più ricercabile e degno di attenzione rispetto all'ACIR.
Generalmente, nella produzione di batterie, dopo il completamento di ogni processo, la batteria verrà testata per la resistenza interna per rilevare batterie difettose. Prima della spedizione della batteria, al fine di garantire la qualità della batteria e i requisiti di coerenza della batteria, la batteria verrà inoltre ordinata e raggruppata in base al valore della resistenza interna. Il test ACIR è efficiente ed economico, i produttori spesso scelgono ACIR per valutare la batteria.
