多項研究表明蓄電池歐姆內阻與蓄電池健康狀態有著比較緊(jin)密的(de)聯系。我們通(tong)過對蓄電(dian)池(chi)的(de)十多年的(de)研究過程(cheng)，同(tong)樣認為蓄電(dian)池(chi)的(de)歐姆(mu)內阻對蓄電(dian)池(chi)的(de)健康狀態(tai)描述(shu)的(de)準確(que)度有重要作用。那么為什么蓄電(dian)池(chi)歐姆(mu)內阻如(ru)此重要？蓄電(dian)池(chi)歐姆(mu)內阻與普通(tong)用電(dian)阻有何不同(tong)？

一(yi)、什么是電阻。

電阻(zu)(zu)（Resistance，通常(chang)用“R”表(biao)示(shi)），是(shi)一(yi)(yi)個物(wu)理(li)量(liang)，在(zai)(zai)物(wu)理(li)學中表(biao)示(shi)導(dao)體(ti)對(dui)電流(liu)阻(zu)(zu)礙作用的(de)大(da)小。導(dao)體(ti)的(de)電阻(zu)(zu)越(yue)大(da)，表(biao)示(shi)導(dao)體(ti)對(dui)電流(liu)的(de)阻(zu)(zu)礙作用越(yue)大(da)。不(bu)同的(de)導(dao)體(ti)，電阻(zu)(zu)一(yi)(yi)般不(bu)同，電阻(zu)(zu)是(shi)導(dao)體(ti)本(ben)身(shen)的(de)一(yi)(yi)種特性。電阻(zu)(zu)將會導(dao)致電子(zi)流(liu)通量(liang)的(de)變(bian)化，電阻(zu)(zu)越(yue)小，電子(zi)流(liu)通量(liang)越(yue)大(da)，反之亦然。我們通常(chang)用歐姆定律計算電阻(zu)(zu)：在(zai)(zai)同一(yi)(yi)電路中，通過某段導(dao)體(ti)的(de)電流(liu)跟這段導(dao)體(ti)兩端的(de)電壓成正比(bi)，跟這段導(dao)體(ti)的(de)電阻(zu)(zu)成反比(bi)。

二、電阻的(de)本質和(he)產生途徑

導體(ti)內的(de)(de)自(zi)由電子(zi)在(zai)(zai)運(yun)動中(zhong)不斷和晶格(ge)節(jie)點上做熱振(zhen)子(zi)的(de)(de)正離子(zi)相碰撞(zhuang)，使(shi)電子(zi)運(yun)動受到阻礙，因而就具有了一定的(de)(de)電阻。我們(men)可以理解自(zi)由電子(zi)在(zai)(zai)確定壓(ya)降的(de)(de)激勵下(xia)，形成(cheng)定向(xiang)流(liu)動，而這個流(liu)動過程(cheng)(cheng)通常被導體(ti)本身（材質、橫(heng)截面積、長(chang)度）限制。就像是道(dao)路對車(che)輛行(xing)(xing)駛(shi)的(de)(de)限制，地(di)面平(ping)整程(cheng)(cheng)度和障礙物影(ying)響(xiang)車(che)輛的(de)(de)平(ping)均速度，道(dao)路寬度影(ying)響(xiang)車(che)流(liu)量，道(dao)路長(chang)度影(ying)響(xiang)車(che)輛行(xing)(xing)駛(shi)這段路程(cheng)(cheng)的(de)(de)總時間。

三、蓄電(dian)(dian)池內(nei)阻(zu)為什么(me)可以表征(zheng)蓄電(dian)(dian)池的健(jian)康狀態？

我們(men)把蓄(xu)電(dian)池(chi)內(nei)阻(zu)(zu)分(fen)為(wei)歐姆(mu)內(nei)阻(zu)(zu)和"電(dian)荷轉(zhuan)移電(dian)阻(zu)(zu)"。極板的(de)(de)化學反應動力(li)學的(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)項稱為(wei) "電(dian)荷轉(zhuan)移電(dian)阻(zu)(zu)"，在放電(dian)時會(hui)起作用(yong)。而電(dian)池(chi)本身的(de)(de)好(hao)壞(huai)并是電(dian)池(chi)內(nei)部綜合狀態決定的(de)(de)，因此我們(men)主要分(fen)析(xi)電(dian)池(chi)的(de)(de)歐姆(mu)內(nei)阻(zu)(zu)。

蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)本身(shen)是一(yi)個復雜的化學體(ti)，通過(guo)化學反應(ying)實現電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的充放(fang)與存(cun)儲。如果把電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)看(kan)作(zuo)一(yi)個導體(ti)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)正負(fu)極柱(zhu)看(kan)作(zuo)導體(ti)的兩端，那么電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)歐(ou)姆(mu)內(nei)(nei)阻可以理解為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)部參與化學反應(ying)的物質在同(tong)樣電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路激(ji)勵下，反應(ying)速度和反應(ying)的充分程(cheng)度。參與化學反應(ying)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)相當(dang)于導體(ti)內(nei)(nei)部的自(zi)由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)，這些“自(zi)由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)”在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)正負(fu)極柱(zhu)間的流通能(neng)力即(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的歐(ou)姆(mu)內(nei)(nei)阻，取決(jue)(jue)于“自(zi)由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)”數量、通過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)內(nei)(nei)部的過(guo)程(cheng)，也可理解為(wei)取決(jue)(jue)于某一(yi)時刻(ke)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的內(nei)(nei)部結(jie)構綜合(he)狀(zhuang)態。因此我們有必要了解一(yi)下蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的內(nei)(nei)部結(jie)構。

蓄電(dian)池內(nei)(nei)部用填滿海綿(mian)狀鉛(qian)的(de)(de)(de)(de)鉛(qian)基(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)（又稱格子體）作(zuo)負(fu)極，填滿二(er)氧(yang)(yang)化鉛(qian)的(de)(de)(de)(de)鉛(qian)基(ji)(ji)板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)作(zuo)正(zheng)極，并(bing)用密度(du)(du)1.26--1.33g/mlg/ml的(de)(de)(de)(de)稀硫酸作(zuo)電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)。而內(nei)(nei)部結(jie)構的(de)(de)(de)(de)狀態參數也是(shi)比較多的(de)(de)(de)(de)，包括(kuo)活性(xing)物質(zhi)(zhi)（正(zheng)極板(ban)(ban)(ban)(ban)上的(de)(de)(de)(de)活性(xing)物質(zhi)(zhi)是(shi)二(er)氧(yang)(yang)化鉛(qian),負(fu)極板(ban)(ban)(ban)(ban)上的(de)(de)(de)(de)活性(xing)物質(zhi)(zhi)是(shi)鉛(qian)）的(de)(de)(de)(de)總(zong)量、活性(xing)物質(zhi)(zhi)分(fen)布均勻(yun)程度(du)(du)，板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)厚(hou)度(du)(du)、板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)尺寸、板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)完(wan)整(zheng)程度(du)(du)、板(ban)(ban)(ban)(ban)柵(zha)(zha)材質(zhi)(zhi)工藝、電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)濃度(du)(du)、內(nei)(nei)部結(jie)晶(jing)量與結(jie)晶(jing)分(fen)布情況、內(nei)(nei)部溫(wen)度(du)(du)等(deng)等(deng)。

四、蓄(xu)電池的(de)歐(ou)姆(mu)電阻與導體的(de)電阻間的(de)區別

1、動(dong)態(tai)變化(hua)，蓄(xu)電池(chi)在退運(yun)狀態(tai)時，內部(bu)的化(hua)學反應處于(yu)一(yi)個動(dong)態(tai)平衡狀態(tai)，其歐姆內阻也是處于(yu)一(yi)個動(dong)態(tai)平衡狀態(tai)。

2、微劣化變化，蓄電池長期處于離線狀態時，其內部活性物質在動態平衡過程中，會有微量的鈍化，導致參與化學反應的活性物質實際上是以非常緩慢的變化量在減少的，由于活性物質鈍化很難自行恢復活性，所以內部活性物質是以不斷減少的，導致蓄電池健康狀態是不斷劣化，所以電(dian)池的歐(ou)姆內阻也是時(shi)時(shi)刻(ke)刻(ke)變化的。

3、阻(zu)值非(fei)(fei)常小(xiao)，蓄電池(chi)內(nei)部化(hua)學反(fan)應非(fei)(fei)常迅速(su)，自由電子(zi)運動受限小(xiao)，歐姆(mu)內(nei)阻(zu)阻(zu)值非(fei)(fei)常小(xiao)。

4、難測(ce)量，一般的(de)(de)導(dao)體在(zai)線(xian)與離(li)線(xian)歐姆內(nei)(nei)阻(zu)(zu)阻(zu)(zu)值是一致的(de)(de)，而蓄電池在(zai)線(xian)和離(li)線(xian)狀(zhuang)態下，內(nei)(nei)阻(zu)(zu)的(de)(de)構成不(bu)同，在(zai)線(xian)測(ce)量內(nei)(nei)阻(zu)(zu)過程(cheng)伴隨著電荷轉移，產生變化的(de)(de)"電荷轉移電阻(zu)(zu)"這一影響因素，因此(ci)很(hen)難準確(que)測(ce)量。

5、不(bu)同(tong)狀(zhuang)態的電池(chi)(chi)歐(ou)(ou)姆內(nei)阻可(ke)能是相同(tong)的，由于影響電池(chi)(chi)歐(ou)(ou)姆內(nei)阻的因(yin)素特別(bie)多，各種因(yin)素的狀(zhuang)態也特別(bie)多，不(bu)同(tong)狀(zhuang)態組合表現出來的電池(chi)(chi)歐(ou)(ou)姆內(nei)阻可(ke)能是一致的。

6、環境敏感(gan)性，電(dian)池(chi)歐姆內(nei)阻(zu)隨(sui)溫(wen)度(du)下降而迅速增大。這主要是由(you)于(yu)電(dian)解質電(dian)阻(zu)的(de)變(bian)化。因此，內(nei)阻(zu)反(fan)應蓄電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)是一個重(zhong)要的(de)影響因素。 

綜上，電池內部的綜合狀態是決定電池健康狀態的根本因素，而電池內部的任意變化都可能引起電池歐姆內阻的變化，因此，電池的歐姆內阻是能夠反應蓄電池健康狀態的表(biao)征(zheng)量(liang)，這也是領域內(nei)相關(guan)人(ren)士不斷研究蓄電(dian)池(chi)內(nei)阻(zu)測(ce)(ce)量(liang)辦法的根本(ben)原(yuan)因。同時(shi)又由(you)于電(dian)池(chi)歐姆內(nei)阻(zu)受內(nei)部化學反應的動態變化特質影(ying)響(xiang)，非(fei)常難以測(ce)(ce)量(liang)，所以在蓄電(dian)池(chi)監測(ce)(ce)技術中，內(nei)阻(zu)測(ce)(ce)量(liang)的準確性(xing)、一致性(xing)是非(fei)常重要和關(guan)鍵(jian)的技術，可能(neng)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)整個的電(dian)池(chi)狀(zhuang)態分析結果。

盡(jin)管多數(shu)(shu)學者一致認同蓄電池內(nei)(nei)阻(zu)對(dui)(dui)電池健康狀態評(ping)估的重要性，但蓄電池內(nei)(nei)阻(zu)本身數(shu)(shu)據非常小，且電池從生產下(xia)線到失(shi)效(xiao)報廢，其(qi)內(nei)(nei)阻(zu)值(zhi)總增量30%到40%，對(dui)(dui)于一個2V800Ah的單體(ti)電池，其(qi)額定壽命終結(jie)，總內(nei)(nei)阻(zu)增加量不到50微歐。而大多數(shu)(shu)內(nei)(nei)阻(zu)測(ce)量設備(bei)不具備(bei)在(zai)線高精(jing)度(du)（微歐級(ji)）測(ce)量技術，采用粗精(jing)度(du)測(ce)量設備(bei)進行內(nei)(nei)阻(zu)測(ce)量是毫(hao)無(wu)意義的，無(wu)法準(zhun)確評(ping)估蓄電池劣(lie)化狀態。

我(wo)們自(zi)2005年創立起，就意識(shi)到蓄(xu)(xu)電(dian)池歐姆(mu)內(nei)(nei)阻(zu)(zu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)性(xing)，相關實驗表明(ming)，采用(yong)歐姆(mu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)技(ji)術(shu)（電(dian)導或阻(zu)(zu)抗）鑒定出了15000只(zhi)失(shi)(shi)效電(dian)池，準確率98%。同時也意識(shi)到內(nei)(nei)阻(zu)(zu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)數據高(gao)精(jing)(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)必要(yao)性(xing)。我(wo)們積極開展適用(yong)于工業測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)環境的(de)(de)(de)(de)可重(zhong)復的(de)(de)(de)(de)可靠的(de)(de)(de)(de)蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻(zu)(zu)高(gao)精(jing)(jing)度(du)(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究，并(bing)取得了一定的(de)(de)(de)(de)進展。現已經具備可進行工業級批量(liang)(liang)復制的(de)(de)(de)(de)、蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻(zu)(zu)高(gao)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精(jing)(jing)度(du)(du)產(chan)(chan)品(pin)，內(nei)(nei)阻(zu)(zu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)誤差(cha)在2-5微(wei)歐。并(bing)下蓄(xu)(xu)電(dian)池內(nei)(nei)阻(zu)(zu)高(gao)精(jing)(jing)度(du)(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)基(ji)礎上，不斷(duan)地研(yan)究蓄(xu)(xu)電(dian)池健康(kang)狀(zhuang)態評估(gu)模型(xing)與電(dian)池失(shi)(shi)效預測(ce)(ce)(ce)評估(gu)模型(xing)，現相關產(chan)(chan)品(pin)系統已具備蓄(xu)(xu)電(dian)池健康(kang)狀(zhuang)態評估(gu)功能。

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