Kaj določa notranji upor baterij

Pozdravljeni dragi gostje in naročniki mojega kanala. Danes želim govoriti o takem pojavu, kot je notranji upor baterij, in o tem, od česa je odvisen ta parameter. Začnimo torej.

Vzemimo na primer litij-ionsko baterijo, na primer najpogostejši faktor oblike 18650 z nazivno zmogljivostjo 2500 mAh, in jo napolnimo do delovne napetosti 3,7 volta.

Zdaj pa priključimo obremenitev v obliki 1 ohmskega upora za 10 vatov. Kaj mislite, da bo v takem sistemu najprej tekel tok?

Ta tok lahko enostavno izračunamo po Ohmovem zakonu

Če pa priključimo ampermeter, se bo dejanski tok razlikoval od izračunanega in bo enak I = 3,6 A. In razlog je naslednji.

Notranji upor

Razlog za to odstopanje je torej v tem, da je znotraj popolnoma vsake shranjevalne baterije lastna notranja odpornost. In v našem mini vezju bo poleg upora, zasnovanega za 1 ohm, še en upor.

Predstavljajmo si našo baterijo v obliki pravega dvopolnega.

Torej, v skladu z zgornjo shemo je napetost 3,7 voltov - to ne bo nič drugega kot EMF vira.

r je notranji upor vira, ki bo v tem primeru približno enak 0,028 Ohm.

Če v resnici izmerite napetost na priključenem uporu, bo ta znašala 3,6 voltov, kar pomeni, da je padec napetosti na notranjem uporu baterije znašal 0,1 volta.

Izkazalo se je, da bo po istem Ohmovem zakonu tok z napetostjo 3,6 voltov in uporom 1 ohm znašal 3,6 amperov.

In ker je naše vezje zaporedno, bo podoben tok tekel skozi notranji upor, kar pomeni, da s preprostimi izračuni dobimo, da je notranji upor enak:

Zdaj pa ugotovimo, od katerih parametrov je odvisen ta notranji upor in ali je njegova vrednost konstanta.

Kateri parametri določajo notranji upor vira

Torej ima v resnici notranji upor različnih vrst baterij popolnoma drugačen pomen. Aktivno se spreminja in te spremembe so odvisne od naslednjih parametrov:

1. Znesek toka.
2. Kapaciteta baterije.
3. Od polne napolnjenosti baterije.
4. Temperatura elektrolita v akumulatorju.

Torej obstaja tak vzorec: večji je obremenitveni tok, nižji je notranji upor. To je posledica procesa prerazporeditve naboja znotraj elektrolita.

Ker je trenutna jakost velika, to pomeni, da je hitrost prenosa nabojev z ioni z elektrode na elektrodo velika, kar je mogoče z nizkim uporom.

Trenutna jakost je manjša - ioni naboja ne prenašajo tako aktivno. To pomeni, da bo notranji upor velik.

Baterije velike kapacitete imajo bistveno več elektrod, kar posledično kaže na to, da je postopek interakcije elektrod z elektrolitom obsežnejši. To pomeni, da v postopek prenosa naboja hkrati vstopi znatno večje število ionov.

To poveča trenutno moč in zmanjša notranji upor.

Zdaj pa se pogovorimo o naslednjem pomembnem dejavniku - temperaturi.

Nekaj ​​besed o temperaturnem režimu in polnjenju baterije

Vsaka baterija je zasnovana za določeno območje delovne temperature. Hkrati je temperatura različnih proizvajalcev različna.

Toda hkrati deluje naslednja pravilnost: višja je temperatura elektrolita, večja je hitrost reakcije v njem in s tem nižji notranji upor.

Sodobne baterije imajo skoraj linearno odvisnost notranjega upora od temperature.

A hkrati temperatura ne more naraščati v nedogled in brez posledic. Če reakcija poteka prenaglo, lahko aktivni razvoj kisika v elektrolitu (kot posledica razpada anode) povzroči požar.

Zaradi tega imajo vse sodobne baterije zaščito pred pregrevanjem.

V procesu oddajanja napolnjenosti akumulatorja se njegova zmogljivost začne zmanjševati, ker vedno manj napolnjeni ioni ostajajo vključeni v reakcijo prerazporeditve naboja.

Posledično se tok zmanjša, medtem ko se notranji upor, nasprotno, poveča. Zato velja naslednje: bolj kot je baterija napolnjena, manjši je njen notranji upor.

To je vse, kar sem hotel povedati o notranji odpornosti baterij in dejavnikih, ki nanjo vplivajo.

Če vam je bil članek všeč, postavite palce in se naročite! Hvala za branje do konca!