რა არის ლითიუმის ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა?

რა არის ლითიუმის ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა?

როდესაც დენი მიედინება ბატარეის შიგნით, ის ექმნება წინააღმდეგობას, რაც იწვევს ბატარეის მუშაობის ძაბვის შემცირებას. ამ წინააღმდეგობას ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა ეწოდება. ბატარეის შიდა წინააღმდეგობის გამო, ტერმინალის ძაბვა უფრო დაბალია, ვიდრე ელექტრომოძრავი ძალა და ღია{2}}წრეში ძაბვა განმუხტვის დროს. დამუხტვის დროს ტერმინალის ძაბვა უფრო მაღალია ვიდრე ელექტრომოძრავი ძალა და ღია{4}}წრეების ძაბვა. ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა ქიმიური ენერგიის წყაროს უკიდურესად მნიშვნელოვანი პარამეტრია. ეს პირდაპირ გავლენას ახდენს ბატარეის სამუშაო ძაბვაზე, სამუშაო დენზე, გამომავალ ენერგიასა და სიმძლავრეზე. პრაქტიკული ქიმიური ენერგიის წყაროსთვის, რაც უფრო დაბალია შიდა წინააღმდეგობა, მით უკეთესი.

ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა არ არის მუდმივი; ის იცვლება გამონადენის დროს აქტიური მასალის შემადგენლობის, ელექტროლიტის კონცენტრაციის, ბატარეის ტემპერატურისა და გამორთვის დროის მიხედვით. ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა მოიცავს ომურ შიდა წინააღმდეგობას (R₀) და პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობას (Rf), რომელსაც ავლენენ ელექტროდები ელექტროქიმიური რეაქციების დროს. ამ ორის ჯამს ეწოდება ბატარეის მთლიანი შიდა წინააღმდეგობა (Rw).

Ohmic შიდა წინააღმდეგობა ძირითადად შედგება ელექტროდის მასალების, ელექტროლიტის, გამყოფის შიდა წინააღმდეგობისგან და სხვადასხვა კომპონენტის კონტაქტური წინააღმდეგობისგან. ეს დაკავშირებულია ბატარეის ზომასთან, სტრუქტურასთან, ელექტროდის ფორმირების მეთოდთან (მაგ., პასტის-ტიპის და ტუბულარული ელექტროდების ტყვიის-მჟავა ბატარეებში და ყუთის-ტიპის და აგლომერირებული ელექტროდების ტუტე ბატარეებში) და შეკრების მჭიდროდ. ომური შიდა წინააღმდეგობა ემორჩილება ომის კანონს.

პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობა ეხება შიდა წინააღმდეგობას, რომელიც გამოწვეულია პოლარიზაციის შედეგად ქიმიური ენერგიის წყაროს დადებით და უარყოფით ელექტროდებს შორის ელექტროქიმიური რეაქციის დროს. ეს არის ელექტროქიმიური პოლარიზაციისა და კონცენტრაციით გამოწვეული წინააღმდეგობების ჯამი

პოლარიზაცია.

პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობა დაკავშირებულია აქტიური მასალის ბუნებასთან, ელექტროდის სტრუქტურასთან და ბატარეის წარმოების პროცესთან, განსაკუთრებით მჭიდრო კავშირშია ბატარეის მუშაობის პირობებთან; გამონადენის დენი და ტემპერატურა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს. მაღალი დენის სიმკვრივის გამონადენის დროს, იზრდება როგორც ელექტროქიმიური პოლარიზაცია, ასევე კონცენტრაციის პოლარიზაცია, რაც პოტენციურად იწვევს უარყოფითი ელექტროდის პასივაციას, რითაც იზრდება პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობა. დაბალი ტემპერატურა უარყოფითად მოქმედებს ელექტროქიმიურ პოლარიზაციასა და იონის დიფუზიაზე; შესაბამისად, ბატარეის პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობა ასევე იზრდება დაბალ-ტემპერატურულ პირობებში. ამრიგად, პოლარიზაციის წინააღმდეგობა არ არის მუდმივი, მაგრამ იცვლება გამონადენის სიჩქარის, ტემპერატურისა და სხვა პირობების მიხედვით.

ბატარეის შიდა წინააღმდეგობის ანალიტიკური გამოხატულება შემდეგია:

ფორმულაში, bE (iₐ,τ,C) Iₐ-1-ბატარეის პოლარიზაციის შიდა წინააღმდეგობა;

b-ბატარეის ტერმინალის ძაბვის ცვალებადობის კოეფიციენტი ბატარეის ტერმინალის ძაბვის E-სთან მიმართებაში ნომინალური სიმძლავრის პირობებში, როდესაც ბატარეა დამუხტული და დაცლილია Iₐ დენით;

Rₑₗ(τ,C)-ელექტროლიტის წინააღმდეგობა;

Rₑ(C)-ელექტროდის წინააღმდეგობა. ელექტროლიტის წინააღმდეგობა Rₑₗ და ელექტროდის წინააღმდეგობა Rₑ უკუპროპორციულია ბატარეის მყისიერი სიმძლავრის მიმართ;

iₐ, τ, C-ბატარეის დატენვის და განმუხტვის დენი, ტემპერატურა და სიმძლავრის მდგომარეობა იმ დროს.

ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა შედარებით მცირეა და ხშირად უმნიშვნელოა მრავალი საოპერაციო პირობებში. თუმცა, ელექტრომობილების დენის ბატარეები ხშირად მუშაობენ მაღალი დენის და ღრმა გამონადენის პირობებში, რაც იწვევს ძაბვის მნიშვნელოვან ვარდნას შიდა წინააღმდეგობის გამო. ამ შემთხვევაში, შიდა წინააღმდეგობის გავლენა მთელ წრეზე არ შეიძლება იგნორირებული იყოს.