粤北山区的小镇做题家 25-12-25 09:45
微博认证:微博新知博主 汽车博主

⚠️硬核预警:理想i6的超低内阻电池是怎么做到的?

理想i6的电芯内阻是多少?是图1理想宣传的0.36mΩ,还是图2民科说的0.12mΩ?
其实这两个值都没错,是不同测试方法的结果,0.12mΩ是IMP内阻、0.36mΩ是DCR内阻,两者表征的意义不太一样。

为什么会这样呢?要讲清楚内阻,就需要从极化讲起。
所谓极化,简单来说就是电池充放电时,电池内部的反应“跟不上”电流的需求,导致电压出现“滞后”。

我们先来看看充电过程发生了什么?

电子流动:正极极片 → 铜箔&极耳 → 转接片 → 正极极柱 → 充电装置 → 负极极柱 → 转接片 → 铝箔&极耳 → 负极极片,最后与嵌入石墨的锂离子结合,形成锂金属;

锂离子流动:正极极片内部 → 正极极片表面 → 从极片脱出到电解液 → 通过隔膜到达负极 → 嵌入负极石墨中。

在这个过程中, 主要产生内阻的有三种极化效应:欧姆极化、电化学极化和浓度极化。

①欧姆极化,简单来说就是电极材料、电解液、隔膜、集流体以及它们之间的接触电阻。电子流动过程和锂离子从极片或电解液的电迁移过程都会有欧姆极化效应的影响。
全极耳大圆柱电池内阻低就是降低了欧姆极化的影响;当前阶段的聚合物固态电池离子电导率大、内阻大也同样是欧姆极化的原因。

②电化学极化,就是锂离子从极片脱嵌所需要克服的能垒。主要在锂离子从正极极片表面脱出和嵌入负极石墨的过程中产生。
锂电池低温条件下内阻高、充电慢主要就是电化学极化的影响;还有就是电池老化后,SEI膜加厚导致的内阻变大。

③浓度极化,就是锂离子在电极材料内部(固相扩散)和电解液中(液相扩散)的传输速度的限制。主要作用在锂离子从极片或电解液的流动过程中。
高SOC条件下充电慢、低SOC条件下放电功率低,也有浓度极化导致内阻大的原因。

通过以上原理我们可以得出两个结论

①电池内阻和卷绕叠片没有很大关系,不论是什么极化都不会因为极片的排列结构而产生大变化。

②在不同工况下测量的电池内阻,会因为极化的影响,存在一定差异,这就是IMP内阻和DCR内阻差异这么大的原因。

IMP内阻, 通常是对电芯施加1kHz小幅交流电压(50mV以内)测量的内阻。因为电压和电流小,所以电化学极化的作用不明显;又因为频率高,浓度极化通常也来不及响应;所以IMP内阻基本上只测量了欧姆极化产生的内阻。
通常IMP内阻会在锂电池制程中进行测量,可以避免极化对锂电池生产后续工序的影响。

DCR内阻,通常是对电芯施加短时直流阶跃电流,因为电流较大,且为直流电流,所以欧姆极化+电化学极化+浓度极化都发挥了作用,通常测试值更大一些,更能反应用户实际使用场景的内阻大小。

不同测试条件的内阻数值不能简单拿来比较,哪怕同为DCR测试,测试时间、电流等等不一致也会有不一样的结果。

理想宣传的0.36mΩ就是DCR内阻,电池规格书里面的内阻(1kHZ)指的就是IMP内阻,图3的灯泡厂厂长,天天把极化挂嘴边,还拿规格书的IMP内阻和理想宣传的DCR内阻比较,实在是无知且可笑。如果同样比较IMP内阻, 理想i6宁德时代版电芯内阻为0.12mΩ左右。

那么宁德时代是怎么做到低内阻的呢?还是要降低上面讲的3个极化。

首先是高电导率的碳包覆正极磷酸铁锂、体相改性和表面超导离子环包覆技术的负极石墨和高电导率的电解液,降低了锂离子电迁移过程中欧姆极化的影响。

然后就是纳米级磷酸铁锂颗粒,增大和电解液的接触面积;负极双层涂布技术保证外层极片低压实密度和高孔隙率,减少了锂离子脱嵌的阻力,降低了电化学极化的影响。

最后就是低粘度电解液、高孔隙率隔膜,都提高了锂离子扩散的传输速度,降低了浓度极化的影响。

http://t.cn/AX7NwQlT理想之前的视频用煎饼果子来解读,还是挺形象的。

总结下来就是,宁德时代从正极材料、负极材料、电解液和隔膜的多方面优化,降低了欧姆极化、电化学极化和浓度极化的影响,打造了这个超低内阻的电池。

至于这个电池最大的充电能力是多少?那要看理想后面能OTA多少了。

#微博新知#

发布于 山东