[发明专利]聚合物锂离子电池交流内阻的推测方法

说明书

本发明涉及一种聚合物锂离子电池交流内阻的推测方法，聚合物锂离子电池的交流内阻设为正负极箔材内阻和电化学内阻之和；将箔材内阻建立一个依次连接的直角三角形A、平行四边形B和直角三角形C构成的等效图形；直角三角形A部分的内阻为直角三角形C和A的面积相等，内阻值相等R_C＝R_A；平行四边形B部分的内阻为箔材的内阻为R₀＝2*R_A+R_B；电化学内阻值的推算可以根据R_ct常数＝R_ct*S，再对涂敷量M进行修正，电化学内阻式为聚合物锂离子电池的交流内阻值的推算公式表示为R＝R_0正+R_0负+R_ct。有益效果：本发明的推算方法获得接近实测值的内阻值，有助于锂离子电池机理性能的研究，为电池的设计提供了更多的支持。

技术领域

本发明属于电化学领域，尤其涉及一种聚合物锂离子电池交流内阻的推测方法。

背景技术

内阻是衡量聚合物锂离子电池性能的一个重要技术指标。不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用毫欧的单位来定义它。

目前，交流内阻的测试方法为：利用电池等效于一个有源电阻的特点，给电池一个1000Hz，50mA的恒定电流，对其电压采样、整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值，该方法存在的问题在于需要直接对电池进行测试。但实际情况是在电池制作前期往往需要对电池的一些基本性能进行评估进而优化设计。现在工程应用领域普遍采用的方法是根据内阻与容量相对应的反比例关系大致估算电池的内阻，精度不高，误差较大。因此能相对精确地提前预知电池的内阻显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种聚合物锂离子电池交流内阻的推测方法，旨在提前预知电池的放电性能等关键性指标。该方法不需要通过得到电池实体后再对电池进行测试，算法简便、快捷且有预见性。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种聚合物锂离子电池交流内阻的推测方法，其特征是：具体步骤如下

1)将聚合物锂离子电池的交流内阻定义为正负极箔材内阻和电化学内阻之和；

2)建立正负极箔材内阻等效图形：设定极耳与箔材的接触点为初始点，将等效图形分为三个部分，包括依次连接的直角三角形A、平行四边形B和直角三角形C构成正负极箔材内阻的矩形等效图形，直角三角形A与直角三角形C面积相同；

3)对直角三角形A部分的内阻进行积分，根据直角三角形A部分的内阻可以表示为

积分后得

直角三角形C部分的内阻与直角三角形A部分的内阻相等，R_C＝R_A；

平行四边形B部分的内阻可以表示为

得到正负极箔材的内阻表示为R₀＝2*R_A+R_B；

4)确定电化学内阻值，R_ct与S为反比例的关系，将R_ct与S的乘积等效为一个常数，R_ct常数＝R_ct*S，再通过对涂敷量M修正进一步优化得到电化学内阻表达式为

等效图中l、w分别为箔材的长宽，d为箔材的对角线；

5)将步骤3)、4)的内阻进行整合，得到聚合物锂离子电池的交流内阻R＝R_0正+R_0负+R_ct。