Реальная емкость не отражает в полной мере здоровье литий-ионного аккумулятора, потому что он должен еще эффективно отдавать накопленную электрическую энергию. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи препятствует отдаче накопленной энергии. Проще говоря, оно становится «узким горлышком», влияющим на производительность и эффективность работы.
Внутреннее электрическое сопротивление измеряется в миллиомах (мОм). Оно рассчитывается на основе таких параметров, как:
- размер аккумулятора,
- химический состав,
- возраст элементов,
- состояние заряда (SoC),
- температура,
- ток разряда.
Внутреннее сопротивление батареи формируют не только аккумуляторные элементы, но и межэлементные соединения, предохранители, цепи защиты, проводка. Обычно периферийные компоненты увеличивают значение более чем в два раза.
Знание значения сопротивления литий-ионной батареи позволяет оценить состояние ее «здоровья», энергетические возможности, производительность. Чтобы наглядно понять его роль, представим Li—Ion батарею виде сосуда с открытым краном, через который вытекает энергия (см. рисунок ниже).
На рисунке видно, что при низком сопротивлении в кране энергия течет широким потоком. В противном случае она встречает препятствие на пути, отчего энергетический поток сужается.
Влияние на электрические инструменты или оборудование
Чем ниже сопротивление внутри литий-ионной батареи, тем более мощные электроинструменты или электрооборудование она способна питать. С другой стороны, аккумуляторы с высоким сопротивлением обычно больше нагреваются, что приводит к падению напряжения под нагрузкой и преждевременному отключению питаемого оборудования. Чрезмерный нагрев также сокращает срок службы аккумуляторных элементов.
Влияние на электрические вилочные погрузчики
Вилочные электропогрузчики – типичная аккумуляторная техника, для которой крайне полезны аккумуляторы с низким сопротивлением. Эти машины применяются для подъема и короткой транспортировки тяжелых грузов, например, на складах или промышленных предприятиях. Это значит, что им требуется значительное количество энергии для постоянного подъема грузов. В большинстве электрических погрузчиков устанавливают тяговые батареи с исключительно низким внутренним сопротивлением и способностью длительно выдерживать высокое напряжение. Это позволяет интенсивно обрабатывать тяжелые грузы.
В электропогрузчиках рекомендуется устанавливать тяговые аккумуляторы с химсоставом LFP или NMC, поскольку их напряжение остается относительно высоким и стабильным от полной зарядки до полной разрядки. Литий-ионные элементы этих типов способны постоянно выдавать высокий ток, что дает электропогрузчику необходимую мощность для подъема и перемещения тяжестей. Аккумуляторные элементы LFP или NMC обеспечивают высокий ток практически до полного истощения заряда, что гарантирует длительную непрерывную работу вилочных погрузчиков.
Внутреннее сопротивление литий-ионных аккумуляторов возрастает по мере использования и старения. В основном это связано с образованием пленок на электродах, окислением клемм или перемычек между ячейками. Производители вводят химические добавки в электролит, чтобы препятствовать росту пленок. Для борьбы с окислением внешних компонентов необходимо регулярно осматривать и, при необходимости, очищать клеммы и соединения. Состояние заряда (SoC) также влияет на сопротивление: повышенное значение наблюдается в состоянии полного заряда и при приближении к глубокому разряду.
