LifePo4 Hücrenin İç direnci Nasıl Hesaplanır

[atakale]

Lityum Demir Fosfat Akünün iç direnci hesabı ve test edilerek iç direncinin bulunması aldığnız ürünün kalitesi hakkında size en doğru bilgiyi verir.
Kolayca bulacağınız basti Lifepo4 hücre test cihazları sizi kesin bir şekilde yanıltacaktır.
Bu yazımızda iç direncin ne olduğunu, nasıl hesaplandığını ve ne işe yaradığını anlatacağım.

Lityum iyon hücre/piller iç direnç, hücre içindeki elektrik akımı akışına karşı direncin bir ölçüsüdür. Elektrotların, ayırıcının ve elektrolitin kalitesi gibi faktörlerden kaynaklanır. Düşük iç direnç bir hücre için önemlidir çünkü verimli enerji aktarımına izin vererek daha yüksek çıkış gücü ve daha uzun pil ömrü sağlar. Dahili direncin ölçülmesi hücrenin sağlığı, performansı ve yaşlanması hakkında bilgi sağlayabilir. Herhangi bir performans düşüşünü tespit etmek ve hücre arızasını tahmin etmek için dahili direnci izlemek önemlidir; bu da onu lityum iyon pillerin tasarımı, optimizasyonu ve bakımında çok önemli bir faktör haline getirir.

Bir lityum iyon hücrenin iç direnci (IR), çeşitli farklı teknikler kullanılarak ölçülebilir. En yaygın kullanılanlar EIS ve DC yük testidir. EIS veya Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi, hücre küçük bir sinüzoidal sinyalin (tipik olarak MHz aralığında) uygulanmasını ve ortaya çıkan voltaj ve akımın ölçülmesini içerir. Gerilimin akıma oranı empedans olarak bilinir ve bu, hücre iç direncini hesaplamak için kullanılabilir. EIS, potansiyostat veya frekans tepkisi analizörü gibi özel ekipman kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu yöntem endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır ve yüksek doğruluk ve bilimsel uygulamalara sahiptir.

Lityum iyon hücre iç direncini (IR) ölçmek için ikinci ve çok daha yaygın olarak kullanılan yöntem, hücreyte bir yük uygulamak ve terminaller arasındaki voltaj düşüşünü ölçmektir. Bu yöntem aynı zamanda yük testi veya DC direnç testi olarak da bilinir. HücreninIR'sini ölçmek için basit ve yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntemde aküye, terminallerine bir direnç bağlanarak yük uygulanır. Yük, hücre üzerindeki etkiyi en aza indirmek için genellikle düşük değerli bir direnç olarak seçilir. Daha sonra akünün terminalleri arasındaki voltajı ölçmek için bir multimetre kullanılır. Hücrenin IR'si, terminallerdeki voltaj düşüşünün yük akımına bölünmesiyle hesaplanabilir.

Bir hücre, iç direnç olarak adlandırılan empedansa sahip seri bağlı ideal bir voltaj kaynağı olarak kabul edilebilir. Hücre çalışırken, çıkış voltajı açık devre voltajından (OCV olarak kısaltılır) daha düşüktür. Aradaki fark, iç direncin neden olduğu voltaj düşüşüdür. İç direnç ohm (Ω) ile ölçülür. İç direncin değeri, hücrenin boyutu, katot elektrotu, anot elektrotu, ayırıcı, elektrolit, sıcaklık ve pilin şarj durumu (SOC) gibi birçok faktöre bağlı olarak değişir.

Genellikle AC Empedans veya Empedans olarak adlandırılan Alternatif Akım İç Direnci genellikle bir Empedans Analizörü ile test edilir. Doğru Akım İç Direnci, DCIR veya DCR, aküye kısa bir süre içinde düşük bir akımın ardından daha yüksek bir akımın uygulanması ve ardından akü voltajı ΔV ve akım ΔI değişikliklerinin kaydedilmesi yoluyla bir akü test cihazı ile ölçülebilir. Ohm Yasasına göre DCIR=ΔV/ΔI. AC Empedansı ve DCIR, hücrenin güç özelliklerini gösterirken DCIR, testin basit olması ve sonuçların güvenilir olması nedeniyle hücre üreticileri tarafından daha popüler bir şekilde kullanılır.

IEC61960'a göre DC direnci şu şekilde ölçülebilir: Hücrenin voltajındaki değişimi ölçmek için bir DC akım adımı uygulanır. Hücre direnci, 10 saniye boyunca 0,2 C'lik bir deşarj akımı ve ardından 1 saniye boyunca 1 C'lik bir deşarj akımı uygulandığında, akımdaki değişime bağlı olarak voltajdaki değişiklik olarak tanımlanır. DCIR şu şekilde hesaplanır:

Pilin İç Diren ci=(V[Boştayken Gerilim]-V[Hücrenin AH değerinin 5'te biri akım çekerken])/ I[Hücrenin Akım Kapasitesi]-I[Hücrenin Akım Kapasitesinin 5'te biri]

ÖNEMLİ NOT:
Bir çok satıcı üretici akücü ellerindeki 500 TL lik test cihazlarıyle yaptıkları testleri size gösterdiklerinde sakın buna inanmayın tam bir aldatmacadır.
Bir pilin/Hücrenin akım değerini bilmeden test cihazına girmeden, o cihaz yaptığı gösterdiği direncin hiçbir önemi yoktur.
İlk önce cihaz Hem AC Empedansını ölçemiyorsa, ölçülen değerinin gerçek bir değer olmadığı kesin doğrudur.
Ayrıca bu test işlemi IEC 61960 standartlarına göre yapılmadığı müddetçe hiçbir kıymeti yoktur. Daha anlaşılır bir ifadeyle metreniz yanlış ise ölçtüğünüz mesafa nasıl yanlış çıkıyorsa, ölçtüğünüz şartlar standartların dışındaysa, komik ve saçma bir değer çıkacaktır.

Test cihazına eğer hücrenin/pilin akım kapasitesi girilemiyorsa, ve AC/pulse anlaizi yapmıyorsa, o test cihazından çıkan sonuç keisnlikle yanlıştır.