LiFePO4锂离子动力电池内阻与放电倍率关系研究

摘要

研究锂离子动力电池内阻与放电倍率的关系可以改善电池管理系统(BMS)内阻模型的准确度和适应性,对提高电池状态如荷电状态(SOC)的估算精度具有巨大的意义和市场价值.本文采用二阶RC网络等效电路模型,通过不同倍率恒流放电和脉冲放电对25 A·h LiFePO4锂离子动力电池进行直流内阻(DCIR)和脉冲内阻(PDIR)表征,对不同荷电状态(SOC)下DCIR、PDIR0、PDIR1、PDIR2随放电倍率的变化规律进行拟合,得到DCIR、PDIR1、PDIR2、PDIRtot都非常符合双指数关系,PDIR0符合线性关系且几乎不变,并通过对比分析排除因温度造成内阻变化的可能.从固态电解质界面(SEI)生成速率与分解速率的化学平衡角度解释了DCIR、PDIR1、PDIR2、PDIRtot在低放电倍率时大可能是由于SEI分解速率小于生成速率,SEI与静置时的相似,电阻较大;反之,高放电倍率时小可能是由于SEI分解速率大于生成速率,SEI分解变薄并重新达到新的速率平衡,从而表现出较低的内阻.