Berapa hambatan dalam baterai litium?
Ketika arus mengalir melalui bagian dalam baterai, ia menemui hambatan, menyebabkan penurunan tegangan operasi baterai. Resistansi ini disebut resistansi internal baterai. Karena resistansi internal baterai, tegangan terminal lebih rendah daripada gaya gerak listrik dan tegangan sirkuit terbuka selama pengosongan. Selama pengisian, tegangan terminal lebih tinggi daripada gaya gerak listrik dan tegangan sirkuit terbuka. Resistansi internal baterai merupakan parameter yang sangat penting dari sumber daya kimia. Ini secara langsung mempengaruhi tegangan pengoperasian baterai, arus pengoperasian, energi keluaran, dan daya. Untuk sumber tenaga kimia yang praktis, semakin rendah resistansi internalnya, semakin baik.
Resistansi internal baterai tidak konstan; itu bervariasi selama pengosongan tergantung pada komposisi bahan aktif, konsentrasi elektrolit, suhu baterai, dan waktu pengosongan. Resistansi internal baterai mencakup resistansi internal ohmik (R₀) dan resistansi internal polarisasi (Rf) yang ditunjukkan oleh elektroda selama reaksi elektrokimia. Jumlah keduanya disebut resistansi internal total baterai (Rw).
Resistansi internal ohmik terutama terdiri dari resistansi internal bahan elektroda, elektrolit, pemisah, dan resistansi kontak berbagai komponen. Hal ini terkait dengan ukuran baterai, struktur, metode pembentukan elektroda (misalnya, elektroda tipe tempel dan tabung dalam baterai asam timbal, dan elektroda tipe kotak dan disinter dalam baterai alkaline), dan kekencangan perakitan. Resistansi internal ohmik mematuhi hukum Ohm.
Resistansi internal polarisasi mengacu pada resistansi internal yang disebabkan oleh polarisasi antara elektroda positif dan negatif dari sumber daya kimia selama reaksi elektrokimia. Ini adalah jumlah hambatan yang disebabkan oleh polarisasi dan konsentrasi elektrokimia
polarisasi.
Resistansi internal polarisasi berkaitan dengan sifat bahan aktif, struktur elektroda, dan proses pembuatan baterai, terutama berkaitan erat dengan kondisi pengoperasian baterai; arus pelepasan dan suhu memiliki dampak yang signifikan. Selama pelepasan arus dengan kepadatan tinggi, polarisasi elektrokimia dan polarisasi konsentrasi meningkat, bahkan berpotensi menyebabkan pasivasi elektroda negatif, sehingga meningkatkan resistansi internal polarisasi. Suhu rendah berdampak buruk pada polarisasi elektrokimia dan difusi ion; oleh karena itu, resistansi internal polarisasi baterai juga meningkat pada-kondisi suhu rendah. Oleh karena itu, resistansi polarisasi tidak konstan, tetapi berubah seiring laju pelepasan, suhu, dan kondisi lainnya.
Ekspresi analitis untuk resistansi internal baterai adalah sebagai berikut:
Dalam rumusnya, beE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-resistansi internal polarisasi baterai;
b-Koefisien variasi tegangan terminal baterai relatif terhadap tegangan terminal baterai E dalam kondisi kapasitas terukur ketika baterai diisi dan dikosongkan dengan arus Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-Resistensi elektrolit;
Rₑ(C)-Resistansi elektroda. Resistansi elektrolit Rₑₗ dan resistansi elektroda Rₑ berbanding terbalik dengan kapasitas sesaat baterai;
iₐ, τ, C-Arus pengisian dan pengosongan baterai, suhu, dan status kapasitas pada saat itu.
Resistansi internal baterai relatif kecil dan sering diabaikan dalam banyak kondisi pengoperasian. Namun, baterai listrik untuk kendaraan listrik sering kali beroperasi dalam kondisi arus tinggi dan debit dalam, sehingga mengakibatkan penurunan tegangan yang signifikan yang disebabkan oleh hambatan internal. Dalam hal ini, dampak resistansi internal pada keseluruhan rangkaian tidak dapat diabaikan.
