电池内阻测量

1、电池内阻及其测量方法每个电池都有内阻。不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学 特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单 位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的大 电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。取个简单的例子：一台老式的使用5号电池的数码相机（例如耗电量很大的 CANON 210），使用5号碱性电池供电，可以连续拍几十张相片；但使用5号干 电池供电，只能拍上几张就自动笑机了，但干电池并不是完全没电；再换上5 号可充电镰氢电池，可以拍的相片更多。在实际测量后我们可以知道，银氢电池 的内阻&It；碱性

2、电池的内阻&lt汗电池的内阻。此例子说明在大电流放电的应用 中，一定要选择内阻较小的电池。在放电电路的原理图上来说，我们可以把电池和内阻拆开考虑，分为一个完 全没有内阻的电池串接上一个阻值很小的电阻。此时如果外接的负载轻，那么分 配在这个小电阻上的电压就小，反之如果外接很重的负载，那么分配在这个小电 阻上的电压就比较大，就会有一部分功率被消耗在这个内阻上（可能转化为发热， 或者是一些复杂的逆向电化学反应）。一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的， 但经过长期使用后，由于电池内部电解液的枯竭，以及电池内部化学物质活性的 降低，这个内阻会逐渐增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，

3、 此时电池也就“寿终正寝”了。绝大部分老化的电池都是因为内阻过大的原因而造 成无使用价值，只好报废。一、内阻不是一个固定的数值。麻烦的一点是，电池处于不同的电量状态时，它的内阻值不一样；电池处于 不同的使用寿命状态下，它的内阻值也不同。从技术的角度出发，我们一般把电池的电阻分为两种状态考虑：充电态内阻 和放电态内阻。1、充电态内阻指电池完 全充满电时的所测量到的电池内阻。2、放电态内阻指电池充分放电后（放电到标准的截止电压时）所测量到的 电池内阻。一般情况下放电态的内阻是不稳定的，测量的结果也比正常值高出许多，而 充电态内阻相对比较稳定，测量这个数值具有实际的比较意义。因此在电池的测 量过程中

4、，我们都以充电态内阻做为测量的标准。二、内阻无法用一般的方法进行精确测量。或许大家会说，高中物理课上有教用简单公式+电阻箱计算电池内阻的方 法。但物理课本上教的用电阻箱推算的算法精度太低，只能用于理论的教学， 在实际应用上根本无法采用。电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量 场合，我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5%以内。这么小的阻 值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。三、目前行业中应用的电池内阻测量方法。行业应用中，电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说 行业中应用的电池内阻测量方法。目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两

5、种：1、直流放电内阻测量法。根据物理公式R=V/I，测试设备让电池在短时间内(一般为2-3秒)强制通 过一个很大的恒定直流电流(目前一般使用40A-80A的大电流)，测量此时电池 两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。这种测量方法的精确度较高控制得当的话，测最精度误差可以控制在0.1 % 以内。但此法有明显的不足之处：(1) 只能测量大容量电池或者蓄电池，小容量电池无法在2-3秒钟内负荷 40A-80A的大电流；(2) 当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，产生极化内 阻。故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大；(3) 大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。2、交流压

6、降内阻测量法。因为电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给电池施加一个固定频率和 固定电流(目前一般使用1KHZ频率，5()mA小电流)，然后对其电压迸行采样, 经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。交流压降内阻测量法的电池测量时间极短，一般在100毫秒左右，几乎是一 按下测量开关就测完了。呵呵。这种测量方法的精确度也不错，测量精度误差一般在1%-2%±间。此法的优缺点：使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池，包括小容量电池。 笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。(2) 交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响，同时还有 谐波电流干扰的可

7、能。这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。(3) 用此法测量，对电池本身不会有太大的损害。(4) 交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。在某些内阻在 线监控的应用中，只能采用直流放电测量法而无法采用交流压降测量法。3、测试仪器的元件误差及测试用的电池连接线问题。无论是上述哪一种方法，都存在一些很容易被我们忽视的问题，那就是测试 仪器本身的元件误差和用于连接电池的测试线缆问题。因为要测量的电池的内阻 很小，线路的电阻就要誇虑进去了。一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存 在电阻(大约也是微欧级)，还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻，这些 因素必须都在仪器的内部事先做好误差调节。

8、所以，正规的电池内阻测试仪一般都配有专用的连接线和电池固定架于。四、总结。很多老化的电池其实内部电量还是很多，只是内阻过大放不出电来，实在可 惜。但电池的内阻一旦增加后，要想人为降低这个内阻值是难上加难。因此对于 已经老化的电池，我们即使想出很多办法来“激活”它，比如大电流冲击，小电 流浮充，放冰箱。等等，但大多无济于事，回天乏术。在了解了上述知识之后，我们基本可以知道，挑选电池要尽可能地挑选内阻 较小的电池。在进行电池组的组合过程中(例如笔记本的电池组组合)，我们要 尽可能选用内阻一致的电池。另外很重要的一点，电池久置不用，其内阻也会不 断增加。所以本帅哥建议大家还是要经常使用电池来保持电池

9、内部化学物质的活 性。还有就是不要选购旧的电池，比如拆机的电芯关于电池内阻测量的交、直流法之争，有充足的理论和技术上的理由否定直流法, 试与网友们商榷如下：从理论上讲，直流法应该道从直流放电曲线,特点为电流跳变后其端电压有几分 钟至十几分钟的不稳定期，跳变为正时具体为:先下跌、后回弹、再进入正常缓慢 下降.这一不稳定期有很强的个体离散性，从未见精确的数学描述.小的电流跳变 下无精度可言，大的电流跳变则难以持久(美国ALBER专利规定为70安3.25秒), 当跳变维持时间刚好落在最不稳定区时，没有人能够讲请各变量之间的物理规律 也就是说:直流法物理含义不清所谓“内阻等于电压变化量与电流变化量之比

10、” 的定义，属于把高中物理教科书中理想电池模型当真的一种想当然,完全没有考虑 真实电池的超长稳定时间的客观存在.反之，交流法测量的是欧姆定律下的等效阻抗，特别是用纯阻校正相位后，相敏 输出的是等效阻抗中的纯阻分量，其物理含义十分明确.从技术上讲，直流法本质上测量的是电流跳变下的电压跳变，这一电压跳变比大 基数的电池端电压小一到两个数量级，已难保证测量精度，更何况直流法无法把不 同金属的接触热电势，潮湿下微电池的电动势等有害直流电压排除在测量结果外, 可以肯定直流法精度有限，福光电导仪的测量上限为2()()0()S(合0.05臺欧姆)即为 明证.至于推崇直流法的人以交流法与频率有关无法统一、交流

11、法无法抗干扰等理 由判交流法死刑，恐怕更多的是出于商业利益而非科学真理.从仪表校核上讲,直流放电法依赖的是被测电池的储存能量，无法测量无存储能 量的纯电阻，也就是说:无法用已知的标准电阻进行校核，由于世上没有内阻恒定 不变的标准电池，选用者极易陷入“蒙谁谁没招”的困境.事实上，内阻的原始含义是指阻碍电流流动的差数任何极化电压,瞬间的跳变等 都反映了电池内阻的变化是和物理结构，化学分布，表面状态，温度等密切相关一 句话:直流内阻，因为不稳，所以真实.回到工程上来，一个不稳定的参数当然不便使用这也是交流内阻指标得以广泛使 用的原因,但不能因此倒置因果，废弃直流内阻的应用.在电池中放电或或充电都是单向的，因此直