Ce qui détermine la résistance interne des batteries

Bonjour chers invités et abonnés de ma chaîne. Aujourd'hui, je veux parler d'un phénomène tel que la résistance interne des batteries et de quoi dépend ce paramètre. Alors, commençons.

Prenons une batterie lithium-ion, par exemple, le facteur de forme 18650 le plus courant avec une capacité nominale de 2500 mAh, et chargeons-la à une tension de fonctionnement de 3,7 volts.

Connectons maintenant une charge sous la forme d'une résistance de 1 ohm pour 10 watts. Que pensez-vous que le courant circulera dans un tel système au début?

On peut facilement calculer ce courant selon la loi d'Ohm

Mais si nous connectons un ampèremètre, alors le courant réel sera différent du courant calculé et sera égal à I = 3,6 A. Et la raison est la suivante.

Résistance interne

Ainsi, la raison de cet écart réside dans le fait qu'à l'intérieur de toute batterie de stockage, il y a sa propre résistance interne. Et dans notre mini-circuit, en plus de la résistance de 1 Ohm, il y aura une résistance de plus.

Imaginons notre batterie sous la forme d'un véritable bipolaire.

Ainsi, selon le schéma ci-dessus, la tension est de 3,7 volts - ce ne sera rien de plus que l'EMF de la source.

r est la résistance interne de la source, qui dans cet exemple particulier sera approximativement égale à 0,028 Ohm.

Si en réalité vous mesurez la tension aux bornes de la résistance connectée, elle sera de 3,6 volts, ce qui signifie que la chute de tension aux bornes de la résistance interne de la batterie était de 0,1 volts.

Il s'avère que selon la même loi d'Ohm, avec une tension de 3,6 Volts et une résistance de 1 Ohm, le courant sera de 3,6 Ampères.

Et comme notre circuit est séquentiel, un courant similaire circulera à travers la résistance interne, ce qui signifie que par de simples calculs, nous obtenons que la résistance interne est égale à:

Voyons maintenant de quels paramètres dépend cette résistance interne et si sa valeur est une constante.

Quels paramètres déterminent la résistance interne de la source

Ainsi, en réalité, la résistance interne de différents types de batteries a des significations complètement différentes. Il change activement et ces changements dépendent des paramètres suivants:

1. Quantité de courant.
2. Capacité de la batterie.
3. À partir de la charge complète de la batterie.
4. Température de l'électrolyte de la batterie.

Il existe donc un tel schéma: plus le courant de charge est élevé, plus la résistance interne est faible. Cela est dû au processus de redistribution de charge dans l'électrolyte.

Étant donné que l'intensité du courant est élevée, cela signifie que le taux de transfert des charges par les ions d'électrode à électrode est élevé, et cela est possible avec une faible résistance.

L'intensité du courant est moindre - les ions ne transfèrent pas la charge aussi activement. Cela signifie que la résistance interne sera grande.

Les batteries de grande capacité ont beaucoup plus d'électrodes, ce qui indique à son tour que le processus d'interaction des électrodes avec l'électrolyte est plus étendu. Cela signifie qu'un nombre beaucoup plus important d'ions entrent simultanément dans le processus de transfert de charge.

Cela augmente la force du courant et diminue la résistance interne.

Parlons maintenant du prochain facteur important - la température.

Quelques mots sur le régime de température et la charge de la batterie

Chaque batterie est conçue pour une plage de température de fonctionnement spécifique. Dans le même temps, la température est différente selon les fabricants.

Mais en même temps, le schéma suivant fonctionne: plus la température de l'électrolyte est élevée, plus la vitesse de réaction est élevée, et donc plus la résistance interne est faible.

Les batteries modernes ont une dépendance presque linéaire de la résistance interne à la température.

Mais en même temps, la température ne peut pas augmenter indéfiniment et sans conséquences. Si la réaction se déroule trop violemment, le dégagement actif d'oxygène dans l'électrolyte (à la suite de la désintégration de l'anode) peut entraîner un incendie.

Pour cette raison, toutes les batteries modernes ont une protection contre la surchauffe.

Lors du processus de décharge de la charge de la batterie, sa capacité commence à diminuer en raison du fait que de moins en moins d'ions chargés restent impliqués dans la réaction de redistribution de charge.

Par conséquent, le courant diminue, tandis que la résistance interne, au contraire, augmente. Par conséquent, ce qui suit est vrai: plus la batterie est chargée, plus sa résistance interne est faible.

C'est tout ce que je voulais dire sur la résistance interne des batteries et les facteurs qui l'influencent.

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