Quelle est la résistance interne d’une batterie au lithium ?
Lorsque le courant circule à l’intérieur d’une batterie, il rencontre une résistance, provoquant une diminution de la tension de fonctionnement de la batterie. Cette résistance est appelée résistance interne de la batterie. En raison de la résistance interne de la batterie, la tension aux bornes est inférieure à la force électromotrice et à la tension en circuit ouvert-pendant la décharge. Pendant la charge, la tension aux bornes est supérieure à la force électromotrice et à la tension en circuit ouvert-. La résistance interne de la batterie est un paramètre extrêmement important d’une source d’énergie chimique. Cela affecte directement la tension de fonctionnement, le courant de fonctionnement, l'énergie de sortie et la puissance de la batterie. Pour une source d’énergie chimique pratique, plus la résistance interne est faible, mieux c’est.
La résistance interne de la batterie n’est pas constante ; elle varie lors de la décharge en fonction de la composition de la matière active, de la concentration en électrolyte, de la température de la batterie et du temps de décharge. La résistance interne de la batterie comprend la résistance interne ohmique (R₀) et la résistance interne de polarisation (Rf) présentées par les électrodes lors des réactions électrochimiques. La somme de ces deux éléments est appelée la résistance interne totale (Rw) de la batterie.
La résistance interne ohmique est principalement composée de la résistance interne des matériaux d'électrode, de l'électrolyte, du séparateur et de la résistance de contact de divers composants. Cela est lié à la taille, à la structure, à la méthode de formation des électrodes de la batterie (par exemple, électrodes de type pâte-et tubulaires dans les batteries au plomb-acide, et électrodes de type boîte-et frittées dans les piles alcalines) et à l'étanchéité de l'assemblage. La résistance interne ohmique obéit à la loi d'Ohm.
La résistance interne de polarisation fait référence à la résistance interne provoquée par la polarisation entre les électrodes positives et négatives d'une source d'énergie chimique pendant la réaction électrochimique. C'est la somme des résistances provoquées par la polarisation électrochimique et la concentration
polarisation.
La résistance interne de polarisation est liée à la nature du matériau actif, à la structure de l'électrode et au processus de fabrication de la batterie, particulièrement étroitement liée aux conditions de fonctionnement de la batterie ; le courant de décharge et la température ont un impact significatif. Lors d'une décharge à haute densité de courant, la polarisation électrochimique et la polarisation de concentration augmentent, provoquant potentiellement même une passivation de l'électrode négative, augmentant ainsi la résistance interne de polarisation. Les basses températures affectent négativement la polarisation électrochimique et la diffusion des ions ; par conséquent, la résistance interne de polarisation de la batterie augmente également dans des conditions de basse -température. Par conséquent, la résistance de polarisation n’est pas constante, mais change avec le taux de décharge, la température et d’autres conditions.
L'expression analytique de la résistance interne d'une batterie est la suivante :
Dans la formule, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Résistance interne de polarisation de la batterie ;
b-Le coefficient de variation de la tension aux bornes de la batterie par rapport à la tension aux bornes de la batterie E dans des conditions de capacité nominale lorsque la batterie est chargée et déchargée avec un courant Iₐ ;
Rₑₗ(τ,C)-Résistance de l'électrolyte ;
Rₑ(C)-Résistance d'électrode. La résistance de l'électrolyte Rₑₗ et la résistance de l'électrode Rₑ sont inversement proportionnelles à la capacité instantanée de la batterie ;
iₐ, τ, C-Courant de charge et de décharge de la batterie, température et état de capacité à ce moment-là.
La résistance interne de la batterie est relativement faible et souvent négligeable dans de nombreuses conditions de fonctionnement. Cependant, les batteries de puissance pour véhicules électriques fonctionnent souvent dans des conditions de courant élevé et de décharge profonde, ce qui entraîne une chute de tension importante provoquée par la résistance interne. Dans ce cas, l'impact de la résistance interne sur l'ensemble du circuit ne peut être ignoré.
