ทำไมการวัดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จึงสำคัญ
มีวัตถุประสงค์หลักสองประการในการวัดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่
ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่คืออะไร?
ความต้านทานภายในเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่บ่งชี้ถึงความสามารถของแบตเตอรี่ในการรับกระแสไฟฟ้า
เมื่อค่าความต้านทานภายในต่ำ แบตเตอรี่จะสามารถรับกระแสไฟได้มาก ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในสูงจะจ่ายกระแสไฟได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างการกำหนดค่าภายในของแบตเตอรี่ ตามหลักการแล้ว ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ควรเป็นศูนย์ เพื่อให้กระแสไฟไหลสูงสุดโดยไม่สูญเสียพลังงาน อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ดังที่แสดงในรูปที่ 1 ความต้านทานภายในจะแสดงอยู่เสมอ
ลองพิจารณาตัวอย่างเพื่ออธิบายเรื่องนี้ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ถูกกำหนดโดยความต้านทานภายในและกระแสไฟขาออก สมมติว่าเรามีแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ E 0= 10 V เมื่อความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ R DC เท่ากับ 1 Ω และโหลด R เท่ากับ 9 Ω แบตเตอรี่จะส่งออกแรงดันไฟฟ้า 9 V อย่างไรก็ตาม หาก ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นเป็น 2 Ω แรงดันเอาต์พุตลดลงเหลือประมาณ 8.2 V
โดยสรุป ความต้านทานภายในส่งผลต่อความจุกระแสไฟของแบตเตอรี่ ยิ่งความต้านทานภายในสูงเท่าใด พลังงานที่สูญเสียซึ่งจะถูกแปลงเป็น "ความร้อน" ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความร้อนนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงการสูญเสียพลังงานเท่านั้น แต่ยังมีส่วนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพอีกด้วย
รูปที่ 1 การกำหนดค่าภายในของแบตเตอรี่
การตรวจสอบคุณภาพระหว่างการผลิตแบตเตอรี่
เหตุผลประการแรกในการวัดค่าความต้านทานภายในคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมคุณภาพตลอดการผลิต สามารถตรวจสอบคุณภาพของแบตเตอรี่ได้โดยการวัดความต้านทานภายใน
อย่างไรก็ตาม ความต้านทานภายในกี่โอห์มจึงจะถือว่าเป็นแบตเตอรี่คุณภาพสูง
ขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่ ดังที่แสดงในรูปที่ 2 ขึ้นอยู่กับวัสดุ โครงสร้าง ขนาด แรงดันไฟฟ้า และปัจจัยอื่นๆ แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ มีระดับความต้านทานภายในที่แตกต่างกัน รูปที่ 3 แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่บางก้อนมีกี่ mΩ ในขณะที่แบตเตอรี่อื่นมีความต้านทานภายในมากกว่า 1 kΩ
รูปที่ 2 ตัวอย่างของแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ
รูปที่ 3 ความต้านทานและแรงดันภายในของแบตเตอรี่
การกำหนดโดยใช้ความต้านทานภายในช่วยให้แบตเตอรี่มีคุณภาพสม่ำเสมอตรงตามข้อกำหนด มีบทบาทสำคัญในการรักษาคุณภาพของแบตเตอรี่ในระหว่างการผลิต
เซลล์ที่ผลิตในโรงงานผลิตเซลล์จะถูกส่งไปยังโรงงานผลิตโมดูลหลังจากผ่านการตรวจสอบการขนส่ง
เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การสั่นสะเทือนระหว่างการขนส่งและแม้แต่เวลาที่ผ่านไปอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ แบตเตอรี่จึงผ่านการตรวจสอบการยอมรับก่อนที่จะประกอบเซลล์เป็นโมดูลและแพ็ค สิ่งสำคัญคือเซลล์ทั้งหมดในชุดแบตเตอรี่ต้องมีความต้านทานภายในเท่ากัน หากเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์มีความต้านทานภายในสูงหรือเสื่อมสภาพ เซลล์เหล่านั้นจะกลายเป็นคอขวดและจำกัดความจุของแบตเตอรี่
เพื่อปรับปรุงคุณภาพของก้อนแบตเตอรี่ สิ่งสำคัญคือต้องเลือกเซลล์ที่ทั้งหมดมีความต้านทานภายในเท่ากัน
การบำรุงรักษาระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่
เหตุผลที่สองในการวัดความต้านทานภายในคือเพื่อการบำรุงรักษาแบตเตอรี่ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามการใช้งาน พลังงานจากแบตเตอรี่มาจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรด อย่างไรก็ตาม เป็นเวลานาน ปฏิกิริยาเคมีจะช้าลงเนื่องจากสนิมและการกัดกร่อนภายในขั้วไฟฟ้า เมื่อปฏิกิริยาเคมีช้าลง ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น
เมื่อพูดถึงแบตเตอรี่จัดเก็บ เช่น UPS สิ่งสำคัญคือแบตเตอรี่จะต้องจ่ายพลังงานให้เพียงพอเมื่อจำเป็น
ด้วยการวัดค่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นประจำ จะสามารถกำจัดแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพได้
ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นตัวแปรสำคัญสำหรับการตรวจสอบคุณภาพระหว่างกระบวนการผลิตและการบำรุงรักษา
รับประสิทธิภาพสูงสุดจากแบตเตอรี่ของคุณโดยการวัดอย่างเหมาะสม