ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ลักษณะเฉพาะที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการระบุลักษณะอายุการใช้งานของแบตเตอรี่และสถานะการทำงานของแบตเตอรี่ และเป็นสัญลักษณ์ที่สำคัญในการวัดความยากของการส่งผ่านอิเล็กตรอนและ ไอออนในอิเล็กโทรด ความต้านทานภายในยังสะท้อนถึงความสมบูรณ์ของแบตเตอรี่ด้วย ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มีขนาดเล็กมากเมื่อออกจากโรงงาน แต่หลังจากการชาร์จและการคายประจุเป็นเวลานาน เนื่องจากการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ภายในแบตเตอรี่และการทำงานของสารเคมีภายในแบตเตอรี่ลดลง ความต้านทานจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น อิเล็กโทรไลต์จะค่อยๆ ลดสภาพไปในการชาร์จและการคายประจุหลายครั้ง และความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นจนกว่าความต้านทานภายในจะมีขนาดใหญ่พอที่จะไม่สามารถปล่อยกระแสไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่ได้ตามปกติ และแบตเตอรี่จะมีอายุมากขึ้น ความจุของแบตเตอรี่สัมพัทธ์ก็ลดลงเช่นกัน

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ใช่ค่าคงที่ และเกี่ยวข้องกับสถานะการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรวมถึงความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกสองส่วนและความต้านทานภายในโพลาไรซ์
1) ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิก
ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกคือ ความต้านทานโดยธรรมชาติของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นั่นคือ ความต้านทานภายใน DC ซึ่งสามารถพิจารณาให้คงที่ที่สถานะ SOC ที่แน่นอน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุอิเล็กโทรด ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ ไดอะแฟรม และความต้านทานภายในของส่วนอื่น ๆ ของวัสดุ แผนภาพนี้แสดงกระบวนการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสถานะ SOC ที่เฉพาะเจาะจง เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเริ่มคายประจุ ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกจะแสดงแรงดันไฟฟ้าตกทันที ∆U1 ที่ปลายทั้งสองข้างของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แรงดันไฟฟ้าตกนี้คงอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ (น้อยกว่า 2ms) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการทดสอบความต้านทานภายในแบบไดนามิกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มเติม เวลาตอบสนองสั้น หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ โพลาไรเซชันของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมีผล แรงดันไฟฟ้าตกที่ปลายทั้งสองของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีสาเหตุหลักมาจากความต้านทานภายในของโพลาไรซ์ ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกยังทำให้แรงดันไฟฟ้าทันทีที่ปลายทั้งสองด้านของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้น หลังจากการเปลี่ยนแปลง ความต้านทานภายในของโพลาไรเซชันจะมีบทบาท
2) ความต้านทานภายในต่อโพลาไรซ์
แรงดันไฟฟ้าตกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีสาเหตุจากความต้านทานโอห์มมิกในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากคายประจุ และแรงดันไฟฟ้าตกที่ตามมามีสาเหตุหลักมาจากโพลาไรเซชัน เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การใช้โพลาไรเซชันและการเปลี่ยนแปลงสถานะ SOC ของแบตเตอรี่จะทำให้แรงดันเอาต์พุตของแบตเตอรี่ลดลง แต่การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นช้า ซึ่งแตกต่างจากการลดลงทันทีใน แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของแบตเตอรี่ที่เกิดจากความต้านทานภายในแบบโอห์มมิก ความต้านทานภายในในเวลานี้เกิดจากความเข้มข้นของไอออนในปฏิกิริยาทางเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเรียกว่าความต้านทานภายในแบบโพลาไรซ์ ความต้านทานภายในจะแตกต่างกันไปตามปฏิกิริยา และขนาดจะสัมพันธ์กับเวลาในการตรวจจับและความเข้มของกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ายังคงลดลงอย่างช้าๆ ภายใน 10-20 วินาทีในระหว่างกระบวนการคายประจุ และแรงดันไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ หลังจากกระบวนการชาร์จ 20 วินาทีมีสาเหตุมาจากความต้านทานภายในของโพลาไรซ์
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานภายใน

ความต้านทานภายใน AC และ DC ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสัมพันธ์ผกผันกับอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ กล่าวคือ ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง และจะแสดงลักษณะไม่เชิงเส้นทั่วไป ในการใช้งานจริง ควรป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จและคายประจุที่อุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

ความต้านทานภายใน DC ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายใต้สถานะ SOC ที่แตกต่างกัน แสดงให้เห็นแนวโน้มของการเพิ่มความลึกของการคายประจุ และเพิ่มความต้านทานภายใน DC จะเห็นได้จากรูปที่ความต้านทานภายใน AC ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสถานะ SOC ต่างๆ นั้นใกล้เคียงกันมาก และถือได้ว่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน AC จะไม่เปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของ SOC ความต้านทานภายใน AC ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายใต้สถานะ SOC ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานแล้วจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นในขั้นตอนการสมัครจึงสามารถศึกษาได้เฉพาะค่าความต้านทานภายใน DC ภายใต้สถานะ SOC ที่แตกต่างกันเท่านั้น

ลักษณะความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียม

เมื่อใช้แบตเตอรี่ลิเธียม ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ยังคงลดลง โดยมีสาเหตุหลักมาจากความจุลดลง ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น และพลังงานลดลง การเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้รับผลกระทบจากเงื่อนไขการใช้งานต่างๆ เช่น อุณหภูมิและความลึกของการคายประจุ ความต้านทานภายในเป็นหนึ่งในดัชนีสำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม สำหรับการใช้งานกับชุดแบตเตอรี่ลิเธียมขนาดใหญ่ เช่น ระบบไฟฟ้าสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า เป็นไปไม่ได้หรือสะดวกในการทดสอบความต้านทานภายใน AC โดยตรง เนื่องจากข้อจำกัดของอุปกรณ์ทดสอบ โดยทั่วไป คุณลักษณะของแบตเตอรี่จะได้รับการประเมินโดยความต้านทานภายใน DC ในการใช้งานจริง ตัวต้านทานภายใน DC ยังใช้เพื่อประเมินสภาพของแบตเตอรี่ ทำนายอายุการใช้งาน และประเมิน SOC ของระบบ ความสามารถของเอาต์พุต/อินพุต ฯลฯ