锂离子电池的内阻一般都是多少？

锂离子电池的内阻是衡量电池内部电荷传递和离子迁移能力的重要参数，它直接影响电池的性能，包括充放电效率、功率输出、热管理和老化速率等。测试电池内阻的方法主要有直流内阻（DCIR）、交流内阻（ACIR）和电化学阻抗谱（EIS）。

直流内阻（DCIR）

直流内阻测试通常是通过对电池施加一个小的直流脉冲电流，并测量电池电压响应的变化来实现的。通过欧姆定律（V = IR），可以计算出电池的内阻。DCIR通常用于快速评估电池的内阻和健康状况。将高倍率电流的短脉冲施加到电池，在脉冲之前和之后测量电压和电流，然后应用欧姆定律（I = V/R）来获得结果。DCIR的计算公式为：

DCIR = (V1–V2) / (I2–I1)

在IEC 61960 标准中，对电池施加0.2C的放电脉冲10秒，并测量V 1 和I 1 值。然后，在1秒内给出另一个1C的放电脉冲，并测量V2和I2值。然后，用上述公式计算DCIR。       

图1 DCIR测试示意图

交流内阻（ACIR）

交流内阻测试是通过在电池两端施加一个小幅度的交流信号，然后测量电池的交流响应。通过这种方法，可以得到电池的阻抗模值（|Z|）和相位角（θ）。ACIR测试通常在某一个频率（1kHz）下进行，从而获得电池的阻抗信息。 交流电流通常在Iac = 100 mA左右，频率为1k Hz，1 kHz时的阻抗计算为Vac/Iac。 测量阻抗时，Iac和Vac之间可能存在相移。为简单起见，阻抗Vac/Iac的真实的部分（dc）称为ACIR。实际应用中，电池不太可能出现1 kHz的正弦电流负载。因此，ACIR的这种测量并不能反映电池在实际应用中的行为。   

图2  ACIR测试原理示意图       

使用1 kHz有几个原因：

(1)1 kHz频率较高，使低频电化学过程对测量的影响可忽略，能够捕获欧姆电阻分量；

(2)1 kHz也足够低，电池的任何并联电容或电感以及测试线的电容和电感不会显著影响测量的电阻值；

(3)在1 kHz时，与较低频率相比，测得的电阻值对电池充电状态（SoC）或温度的依赖性较小；

(4)与在较低和较高频率下工作的仪器相比，在1 kHz下进行测量的仪器更准确、可靠和具有成本效益。     

电化学阻抗谱（EIS）

电化学阻抗谱是一种更为复杂的电池内阻测试方法。它通过在一定频率范围内施加交流电压信号，并测量电池的交流电流响应，从而获得电池在不同频率下的阻抗信息。EIS可以提供电池内部电化学过程的详细信息，包括电极过程、电解液阻抗、离子迁移等。EIS通常用于研究和开发阶段，以深入理解电池的内部机制。            

三者区别

测试信号：DCIR使用直流信号，而ACIR和EIS使用交流信号。    

ACIR仅查看一个频率的响应以确定该频率下的内阻，但EIS是通过将交流信号从mHz扫描到30 kHz甚至更高，在宽频率范围内测试阻抗，可以揭示更多关于被测电池的信息。ACIR和EIS区别如下表所示：

图3  ACIR和EIS比较         

DCIR和ACIR比较        

ACIR测试结果具有高度可重复性；ACIR测量速度快，测试时间在毫秒范围内；通过与自动化设备匹配，可以实现高效的批量测量；ACIR测试仪体积小，重量轻，测试过程简单节能，可实现快速测量，特别适用于电池检验和单体分组测试。 

与ACIR相比，电池的DCIR测试结果的重现性相对较低，电池DCIR测量需要更长时间，并且需要计算电池的充电/放电测试结果；DCIR测试仪，即电池充放电设备，比ACIR测试仪更大，更重，更耗电；但DCIR在实际运行过程中会更接近电池的内阻。

锂离子电池的内阻一般都是多少？

一般地，ACIR已成为厂家评估电池电阻的标准方法，以比较哪个电池具有更高电阻。那么，目前电池的内阻到底是多少呢？本人从一些厂家各个型号电池规格书中提取了的内阻数值，期望对电池内阻有一个整体的认识，如下表所示：  

表格中电池材料体系均为LFP，电芯都是方形电池。 将表格中的电池容量数据作为x轴，电池内阻为y轴，绘制图表如图4所示，每个厂家的数据用不同的颜色表示，因为比亚迪刀片电池采用直流法测试的内阻，数据没有绘制到图表中。由图可知，随着电池容量增加，电池内阻整体而言逐步降低。当电池容量更高时，通常电极片的面积更大，而电阻与电极面积成反比。因此，电池的容量越高，内阻更低。         

图4  不同厂家不同型号的电池内阻

为了对不同容量的电池进行内阻比较，采用容量对电池内阻进行归一化处理，即内阻*容量，该值越高说明电池内阻越大，电池性能越差。不同厂家的各型号电池归一化的内阻如下图5所示，因为各型号电池的制造年代也不同，内阻测试方法也有差别，各型号的内阻值范围比较大。宁德时代的电池归一化内阻范围为35~65 mΩ*Ah，ETC的电池归一化内阻范围为45~50 mΩ*Ah，EVE的电池归一化内阻范围为45~70 mΩ*Ah。CALB电池规格书中内阻主要给出了一个大的范围，没有具体数据，这里主要采用了内阻范围的中间值，因此参考价值不大，其他厂家范围比较大。总体而言，LFP电池归一化内阻范围为35~70 mΩ*Ah。   

图5  容量归一化的电池内阻

此外，根据电池容量和质量，简单乘以容量*3.2V除以质量，计算了电池的能量密度，结果如图6所示。整体而言，亿纬锂能和宁德时代的电池能量密度较高。

图6  各厂家的电池质量能量密度        

总之，根据各个厂家提供的电池规格书中的数据，目前LFP商业化电池归一化内阻范围为35~70 mΩ*Ah。

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