ACIR vs DCIR, qual é a diferença?
Na indústria do lítio, a resistência interna da bateria é um dos indicadores mais importantes para avaliar o desempenho do produto. Muitas vezes podemos ver as informações da resistência interna da bateria de lítio nas especificações ou na folha de dados da bateria. No entanto, se você for cuidadoso, você pode descobrir que algumas resistências internas mostram ACIR e algumas mostram DCIR, então qual é a diferença e conexão entre ACIR e DCIR? Que informações eles representam? Quais dados devemos tomar como base? Este artigo trará as respostas para essas perguntas.
Índice
O que é ACIR?
ACIR é resistência interna de corrente alternada, um tipo de resistência interna da bateria. É a capacidade de impedir a passagem de corrente alternada. Numericamente, ACIR é um valor variável que está relacionado à frequência aplicada. Geralmente quanto maior a frequência, quanto menor o ACIR, enquanto o DCIR é muito menos afetado pela frequência, mas tem um efeito.
Sob a ação de corrente alternada de alta frequência (AC), os íons de lítio demoram muito para se mover significativamente dentro da bateria, evitando o consumo e difusão do material da superfície do eletrodo, e minimizando a interferência do efeito de polarização, momento em que o valor ACIR medido é considerado equivalente à resistência interna ôhmica da bateria.
As baterias de íon de lítio geralmente usam energia CA na frequência de 1kHz, sob este teste, o valor medido ACIR é equivalente à resistência interna ôhmica. Podemos ver que muitos fabricantes de baterias de lítio fornecem resistência interna na especificação que será marcada como ACIR, 1kHz.
O que é DCIR?
DCIR é resistência interna de corrente contínua, um tipo de resistência interna da bateria. É a capacidade de impedir a passagem de corrente contínua. É a razão entre a mudança na tensão de uma bateria e a mudança correspondente na corrente de descarga sob condições operacionais., e seu valor pode ser derivado testando.
Também é chamada de resistência dinâmica porque há uma mudança significativa na posição espacial dos íons Li durante o teste..
Devido à existência de polarização, DCIR contém resistência interna ôhmica e resistência interna de polarização, etc.. O valor do DCIR testado é a impedância que a bateria de íons de lítio exibe durante a operação.
Método de teste para ACIR
O ACIR é testado injetando um sinal de corrente de onda senoidal nos terminais positivo e negativo da bateria, e ao mesmo tempo detectando e obtendo um sinal de tensão de onda senoidal nos outros dois terminais, o que leva à derivação da impedância CA da bateria.
Os fabricantes de baterias de íon-lítio geralmente usam um testador de resistência interna de bateria especial, defina as condições de teste usando 1000 Hz AC, aplicando um sinal de corrente CA e medindo a resposta de tensão em ambas as extremidades da bateria, para calcular o ACIR da bateria.
Método de teste para DCIR
O teste DCIR aplica um sinal DC à bateria, normalmente uma corrente de pulso constante. A bateria é carregada e descarregada usando uma corrente (EU) de um multiplicador específico, limitando o tempo de carga e descarga (t) para um valor finito, e a tensão da bateria antes de carregar e descarregar é registrada como (U1), e depois de carregar e descarregar é registrado como (U2), que é obtido calculando: R= (U2 – U1)/EU .
O DCIR geralmente pode ser considerado como a resistência interna ôhmica + impedância de transferência de carga + impedância de migração de íons de lítio da bateria (diferenças nos métodos de teste podem resultar no não aparecimento da polarização de concentração, então também pode incluir apenas a resistência interna ôhmica + impedância de transferência de carga).
Diferença entre DCIR e ACIR
Tanto ACIR quanto DCIR são manifestações da resistência interna de uma bateria, e há uma certa relação entre eles. Como pode ser visto na análise do artigo acima, DCIR geralmente inclui todas as impedâncias de uma bateria, incluindo resistência ôhmica, impedância de interface, impedância de transferência de carga, e impedância de difusão. And ACIR, especialmente em altas frequências, representa principalmente a resistência interna ôhmica. Portanto, geralmente, o valor do ACIR será menor que o DCIR.
Também foi demonstrado que quando a frequência da corrente é baixa, os dois estão linearmente relacionados. Isto significa que sob condições específicas de baixa frequência, podemos obter indiretamente o valor de DCIR através da medição de ACIR, e usar o ACIR em baixa frequência como outra medida de DCIR. Proporciona mais seletividade e flexibilidade para a medição da resistência interna da bateria.
Os resultados dos testes ACIR são altamente repetíveis e rápidos, com tempos de teste na faixa de milissegundos. Emparelhado com equipamento automatizado, medições de lote eficientes podem ser alcançadas. O testador ACIR é pequeno e leve, com um processo de teste simples e energeticamente eficiente que permite medições rápidas, tornando-o particularmente adequado para inspeções de baterias e testes de grupos de células.
Comparado ao ACIR, os resultados do teste DCIR da bateria são relativamente menos reproduzíveis, medições demoram mais, e os resultados dos testes de carga/descarga da bateria precisam ser calculados. Testadores DCIR, ou seja, equipamento de carga/descarga de bateria, são mais confiáveis que os testes ACIR, e os instrumentos são maiores, mais pesado, e consumir mais energia; no entanto, na prática o DCIR estará muito mais próximo da resistência interna da bateria.
Resumindo, O teste ACIR é mais conveniente, rápido e de baixo custo, juntamente com os dois também têm uma certa correlação, fabricantes de baterias geralmente usam ACIR para avaliar a resistência interna da bateria, a especificação da bateria na maioria das vezes também fornece o valor de ACIR.
Aplicação de DCIR e ACIR
Na prática, medições de DCIR e ACIR às vezes são combinadas para fornecer uma imagem mais completa do desempenho da bateria. DCIR pode refletir mais verdadeiramente os valores sobrepostos de várias resistências e capacitâncias dentro da bateria, enquanto ACIR fornece mais informações sobre as reações eletroquímicas. Também, quando combinado com análise de temperatura, estado de carga, e outros fatores, a saúde e o desempenho da bateria podem ser avaliados com mais precisão.
DCIR é comumente usado para avaliar o desempenho de energia de uma bateria e seu desempenho em uso real. É importante para a capacidade de descarga da bateria, eficiência de carregamento e outros aspectos.
ACIR tem uma ampla gama de aplicações em pesquisa e desenvolvimento de baterias, controle de qualidade e análise eletroquímica. Pode ajudar a estudar o mecanismo da reação eletroquímica, propriedades de interface de baterias.
A mudança da impedância ôhmica das baterias de íon de lítio é limitada durante o uso, no entanto, com o processo repetido de carga e descarga da célula da bateria, algumas substâncias sólidas irreversíveis serão continuamente depositadas na superfície dos eletrodos, correspondendo ao espessamento do filme SEI, o que leva ao aumento das resistências internas eletroquímicas e difusivas da célula da bateria. Portanto, avaliar o envelhecimento das baterias na prática, testar o DCIR é mais pesquisável e digno de atenção do que o ACIR.
Geralmente, na produção de baterias, após a conclusão de cada processo, a bateria será testada quanto à resistência interna para detectar baterias defeituosas. Antes da bateria ser enviada, a fim de garantir a qualidade da bateria e os requisitos de consistência da bateria, a bateria também será classificada e agrupada pelo valor da resistência interna. O teste ACIR é eficiente e de baixo custo, os fabricantes geralmente escolhem o ACIR para avaliar a bateria.
