? ? ? ?電池內(nèi)阻與普通電阻元件不同，它是有源元件,不能用普通萬用表測量,必須用特殊方法測量,包括方波電流法、交流電橋法、交流阻抗法、直流伏安法、短路電流法、脈沖電流法等。

? ? ? ?電池內(nèi)阻測定的等效電路如圖2-17所示。圖中R。為電池的歐姆內(nèi)阻, R為電池的極化電阻, C.為兩極板的雙電層電容。在一些簡單的測量方法中,如直流伏安法、短路電流法等,通常忽略雙電層電容的影響,將電路進一步簡化為純電阻電路。

? ? ? ?在放電電路的原理圖上來說,可以把電池和內(nèi)阻拆開考慮,分為一個完全沒有內(nèi)阻的電源串接上一個阻值很小的電阻。此時如果外接的負載輕,那么分配在這個小電阻.上的電壓就小,反之如果外接很重的負載,那么分配在這個小電阻上的電壓就比較大，就會有一部分功率被消耗在這個內(nèi)阻上(可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱,或者是一些復(fù)雜的逆向電化學(xué)反應(yīng))。一個可充電電池出廠時的內(nèi)阻是比較小的,但經(jīng)過長期使用后,由于電池內(nèi)部電解液的枯竭,以及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低,這個內(nèi)阻會逐漸增加,直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出來,此時電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的電池都是因為內(nèi)阻過大的原因而造成無使用價值,只好報廢。因此更應(yīng)注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。

? ? ? ?內(nèi)阻不是一個固定的數(shù)值,處于不同的電量狀態(tài)時,它的內(nèi)阻值不-樣;電池處于不同的使用壽命狀態(tài)下,它的內(nèi)阻值也不同。從技術(shù)的角度出發(fā), -般把電池的電阻分為兩種狀態(tài)考慮:充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻。充電態(tài)內(nèi)阻指電池完全充滿電時的所測量到的電池內(nèi):放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后(放電到標準的截止電壓時)所測量到的電池內(nèi)阻。

? ? ? ?一般情況下放電態(tài)的內(nèi)阻是不穩(wěn)定的,測量的結(jié)果也比正常值高出許多,而充電態(tài)內(nèi)阻相對比較穩(wěn)定,測量這個數(shù)值具有實際的比較意義。因此在電池的測量過程中,都以充電態(tài)內(nèi)阻作為測量的標準。

? ? ? ?內(nèi)阻無法用一般的方法進行精確測量。電池的內(nèi)阻很小，一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。在一般的測量場合,要求電池的內(nèi)阻測量精度誤差必須控制在正負5%以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來進行測量。

? ? ? ?目前行業(yè)中電池內(nèi)阻的精確測量是通過專用設(shè)備來進行的。方法主要有以下兩種。

? ? ? ?①直流放電內(nèi)阻測量法。根據(jù)物理公式R=U/I ,測試設(shè)備讓電池在短時間內(nèi)( 一般為2~3s )強制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40 ~ 80A的大電流),測量此時電池兩端的電壓,并按公式計算出當前的電池內(nèi)阻。這種測量方法的精確度較高,控制得當?shù)脑?測量精度誤差可以控制在0.1%以內(nèi)。但此法有明顯的不足之處: a.只能測量大容量電池或者蓄電池,小容量電池無法在2 ~ 3s內(nèi)負荷40 ~ 80A的大電流; b.當電池通過大電流時,電池內(nèi)部的電極會發(fā)生極化現(xiàn)象,

? ? ? ?②交流壓降內(nèi)阻測量法。因為電池實際上等效于一個有源電阻,因此給電池施加一個固定頻率和固定電流(目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流) ,然后對其電壓進行采樣,經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的電池測量時間極短,一般在100ms左右。這種測量方法的精確度也不錯，測量精度誤差一般在1% ~ 2%之間。此法的優(yōu)缺點: a.使用交流壓降內(nèi)阻測量法可以測量幾乎所有的電池,包括小容量電池。筆記本電池電芯的內(nèi)阻測量一般都用這種辦法; b.交流壓降測量法的測量精度很可能會受到紋波電流的影響,同時還有諧波電流干擾的可能,這對測量儀器電路中的抗干擾能力是一個考驗; C.用此法測量對電池本身不會有太大的損害; d.交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法。