L'impédance c.a. est une méthode couramment utilisée de détection de batterie au lithium-ion, le principe de base est d'utiliser les différents types d'impédance au sein de la batterie Li-ion pour répondre au temps différemment, en appliquant le signal d'onde sinusoïdale de fréquence différente selon la rétroaction résultante (signal de courant ou signal de tension) à différents types d'impédance pour réaliser une distinction,
Par exemple, dans la phase à haute fréquence de la réaction est principalement l'impédance de contact électronique et Li + dans l'électrolyte de l'impédance de diffusion, la réaction de phase de fréquence intermédiaire est l'impédance d'échange de charge d'interface d'électrode/électrolyte, la phase de basse fréquence est la réaction principale de la substance active et l'impédance de diffusion de la membrane de SEI. Le criblage auto-décharge de la batterie Li-ion est un travail très important pour la batterie lithium-ion, qui est directement liée à la fiabilité du bloc-piles, généralement l'usine de cellules stocker la batterie au lithium-ion à la température ambiante ou à haute température pendant 7-28 jours, par la tension de détection et de la capacité de déclin de la façon de filtrer les différents taux d'auto-décharge de la batterie, Cela rend également l'auto-décharge un goulot d'étranglement dans le processus de production des batteries lithium-ion.
Pierrot S. Attidekou (premier auteur, auteur de la communication) de l'Université de Newcastle, Royaume-Uni, a réduit le temps pour le dépistage auto-décharge des batteries Li-ion de semaines à 10 min par l'utilisation de méthodes d'impédance c.a., et devrait continuer à raccourcir le temps de projection à 1min grâce à l'optimisation continue. Le Pierrot S. attidekou emploie deux batteries cylindriques 40AH de la renommée militaire et de l'espace lithium-ion batterie fabricant Saft comme un objet de recherche (informations de la batterie est montré dans le tableau ci-dessous), dont l'un est une batterie normale (taux d'auto-décharge est 2.108 MV/jours, batterie 2),
L'autre a une grande auto-décharge (taux d'auto-décharge de 3.940 MV/jours, batterie 1), respectivement, ils ont testé dans l'État 0% SOC (C/10 de décharge à 3,2 v), différentes températures (15, 20, 25, 30 ℃) de la carte d'impédance AC. Deux batteries à différentes températures de la carte de l'EIE comme indiqué ci-dessous, à partir de la figure peut être vu deux Battery EIS Atlas est composé de deux arcs, le premier est un petit arc dans la bande du milieu, le second est une structure à faible bande circulaire de grande taille, avec le rayon de la courbe d'élévation de température de l'arc diminue, et la courbe entière est également laissée (l'impédance est plus petite)
Le mouvement indique que, comme la température augmente non seulement l'impédance d'échange de charge dans la batterie est réduite, mais aussi l'impédance de diffusion de Li + dans l'électrolyte montre une tendance à la baisse significative. Selon les caractéristiques de l'EIE Atlas ci-dessus pierrots. Attidekou a conçu le circuit équivalent suivant, dans lequel la L1 est inductance, impédance R1 Ohm, l'arrière des deux résistances parallèles représentent la figure de deux semi-circulaires, où le CPE est un élément d'angle de phase constante, principalement les caractéristiques de capacité d'interface de réaction d'électrode, RP, a et RP, c pour l'impédance d'échange de charge négative et positive,
WA et WC sont l'impédance de diffusion en phase solide de Li + à la cathode et à la cathode. L'Atlas EIS de deux batteries est équipé du circuit équivalent indiqué sur la figure ci-dessus, et toutes les erreurs de montage sont comprises entre 0,6-2,4%, où le tableau a est une batterie autodéchargeuse, et le tableau B suivant est une batterie lente auto-décharge, R1 représente l'impédance ohmique à l'intérieur de la batterie Li-ion, comme l'électrolyte, le liquide de collecteur , l'impédance de contact entre le diaphragme et les particules de substance active peut être vue de la table comme la tendance de la diminution R1 que la température augmente, principalement parce que l'impédance de diffusion de Li + dans l'électrolyte diminue à mesure que la température augmente.
Le graphique ci-dessous montre la relation entre la R1 et la température T, à partir de laquelle le log normal des cellules (1/R1) avec l'auto-décharge lente et le 1000/T sont montrés, tandis que la batterie d'auto-déchargement montre une caractéristique non linéaire, ce qui indique qu'il ya des défauts dans la batterie auto-déchargeur. Le principe du travail d'EIS est d'utiliser différentes impédances avec des constantes de temps différentes (comme indiqué ci-dessous), la figure suivante est de deux batterie positive (triangulaire) et négative (carré) constante de temps avec la tendance de changement de température, vous pouvez voir que pour deux de la batterie a une constante de temps positive est significativement plus grande que la tendance négative, mais avec l'augmentation de la température de la batterie, Les constantes de temps positives et négatives sont réduites, pour l'auto-décharge plus rapide de la batterie 1, lorsque la température de la batterie atteint 25 ℃, la constante de temps positive est inférieure à la négative, pour l'auto-décharge lente batterie 2, seulement à la température de 30 ℃, la constante de temps positive sera inférieure à la constante de temps négatif,
De ce point peut également voir la batterie auto-décharge plus rapide 1 il ya quelques problèmes. La figure ci-dessous est la relation entre le logarithme et la température de la batterie de l'impédance d'échange de charge à deux cellules RP, Pierrot S. Attidekou que l'impédance du premier demi-cercle dans le diagramme d'EIS est principalement composée de l'impédance de la membrane du SEI de l'anode et de l'impédance d'échange Pour le deuxième demi-cercle dans le diagramme d'EIS est principalement composé de l'impédance d'échange de charge positive, l'auteur charge l'impédance d'échange de la courbe de production de logarithme et de température (comme montré ci-dessous), de la figure que nous pouvons voir dans le cas de la basse température, l'impédance négative est significativement plus élevée que le positif, mais avec l'élévation de la température ce phénomène a été inversé,
Pour l'auto-décharge plus rapide de la batterie 1, l'impédance négative après 25 ℃ est inférieure à l'impédance positive, auto-déchargement de la batterie plus lente 2 à 30 ℃ impédance négative est inférieure à l'impédance positive, qui peut également être utilisé pour différencier batterie lithium-ion rapide auto-décharge. La figure ci-dessous est Pierrot S. Attidekou basé sur les données du coefficient de diffusion Li + obtenu à partir des données d'impédance c.a., on peut voir que le coefficient de diffusion de deux cellules Li + augmente avec l'élévation de température, mais peut toujours voir l'écart évident entre deux batteries,
Ceci peut également être utilisé comme base pour juger différentes batteries de taux d'auto-décharge. L'impédance c.a. est un outil puissant pour étudier la réaction interne et le changement chimique de la batterie de Li-ion, le travail de Pierrot S. Attidekou montre que les différentes batteries au lithium-ion d'auto-décharge dans l'impédance d'Ohm, l'impédance d'échange de charge et la capacité d'interface avec la tendance de changement de température
