1. DCR测试的定义
DCR(Direct Current Internal Resistance,直流内阻)指电池在直流电流下的总内阻,包含欧姆内阻、电荷转移阻抗及极化内阻(浓差极化、电化学极化)。DCR测试通过施加恒定电流测量电压变化来计算内阻值(R = ΔU/I),反映电池实际工况下的动态阻抗特性。
2. 测试方法
步骤:
选定测试条件:通常在25±2℃环境温度下进行,电池达到指定SOC(荷电状态)。施加恒定电流:短时间内(如30秒或360秒)施加恒定电流(如1.5C~3C倍率)。测量电压变化:记录电流施加前后的初始电压(U0)和终止电压(U1),计算ΔU。计算内阻:根据欧姆定律,DCR = (U0 - U1) / I。
示例测试流程:
小倍率放电至目标SOC,测末端电压U0;
大倍率放电30秒,记录放电结束时的电压U30;
DCR(30秒) = (U0 - U30) / (I2 - I1)。
不同N/P比(1.02、1.06、1.10、1.14)下电池充电DCR
3. 测试目的性能评估:
量化电池动态内阻(欧姆+极化),反映电池整体能量损耗和发热特性。
高DCR值表明极化严重,可能影响高倍率充放电能力。
质量控制:
检测制造工艺一致性(如极耳焊接、注液效果),故障电池通常DCR异常升高。
寿命与SOH预测:
DCR增长反映电池老化(活性锂损耗、SEI膜增厚),用于估算健康状态(SOH)。
4. 对电池性能的影响
能量效率:DCR高的电池在大电流下极化显著,能量损失增加,导致充放电效率降低。有文献报道,DCR从11.5mΩ降至10.2mΩ,0.5C能量效率提升0.4%。
温升控制:高DCR电池在高倍率运行时内部发热更严重,可能引发热失控风险。
循环寿命:DCR异常增大会加速容量衰减。
5. 关键影响因素
温度:温度每降低1℃,DCR可能升高约5%~8%。
SOC状态:低SOC(如10%)时DCR对温度更敏感,偏差更大。
制造工艺:如极片压实密度(推荐2.28g/cm³)、注液量(需覆盖孔隙率80%以上)等显著影响内阻一致性。
总结:DCR测试通过量化电池动态内阻,是评估制造工艺稳定性和电池性能的核心指标,直接影响能量效率、温升和循环寿命。实际应用中需控制测试条件(温度、SOC)及优化制造工艺以降低DCR,从而提升电池综合性能。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!参考资料:1.N/P比对磷酸铁锂电池性能的影响,刘范芬2.超声波焊接对方形多极耳锂离子电池性能的影响,李林贺-End-
原文标题 : 揭秘动力电池核心指标:DCR测试从原理到实战全解析!