Mis on liitiumaku sisetakistus?
Kui vool liigub läbi aku sisemuse, puutub see kokku takistusega, mis põhjustab aku tööpinge vähenemise. Seda takistust nimetatakse aku sisetakistuseks. Aku sisemise takistuse tõttu on klemmi pinge madalam kui elektromotoorjõud ja tühjenemise ajal avatud-ahela pinge. Laadimise ajal on klemmi pinge kõrgem kui elektromotoorjõud ja avatud-ahela pinge. Aku sisetakistus on keemilise toiteallika äärmiselt oluline parameeter. See mõjutab otseselt aku tööpinget, töövoolu, väljundenergiat ja võimsust. Praktilise keemilise jõuallika puhul, mida väiksem on sisetakistus, seda parem.
Aku sisetakistus ei ole konstantne; see varieerub tühjenemise ajal sõltuvalt aktiivse materjali koostisest, elektrolüüdi kontsentratsioonist, aku temperatuurist ja tühjenemisajast. Aku sisetakistus hõlmab oomilist sisetakistust (R₀) ja polarisatsiooni sisetakistust (Rf), mida elektroodid näitavad elektrokeemiliste reaktsioonide ajal. Nende kahe summat nimetatakse aku kogu sisetakistuseks (Rw).
Ohmiline sisetakistus koosneb peamiselt elektroodimaterjalide sisemisest takistusest, elektrolüüdist, separaatorist ja erinevate komponentide kontakttakistusest. See on seotud aku suuruse, struktuuri, elektroodide moodustamise meetodiga (nt plii-tüüpi ja torukujulised elektroodid plii-patareides ning kast-tüüpi ja paagutatud elektroodid leelispatareides) ja montaaži tihedusega. Ohmiline sisetakistus järgib Ohmi seadust.
Polarisatsiooni sisetakistus viitab sisemisele takistusele, mis on põhjustatud keemilise toiteallika positiivse ja negatiivse elektroodi vahelisest polarisatsioonist elektrokeemilise reaktsiooni käigus. See on elektrokeemilise polarisatsiooni ja kontsentratsiooni põhjustatud takistuste summa
polarisatsioon.
Polarisatsiooni sisetakistus on seotud aktiivse materjali olemusega, elektroodi struktuuriga ja aku tootmisprotsessiga, eriti tihedalt seotud aku töötingimustega; tühjendusvoolul ja temperatuuril on märkimisväärne mõju. Suure voolutihedusega tühjenemise ajal suurenevad nii elektrokeemiline polarisatsioon kui ka kontsentratsiooni polarisatsioon, mis võib isegi põhjustada negatiivse elektroodi passivatsiooni, suurendades seega polarisatsiooni sisemist takistust. Madalad temperatuurid mõjutavad negatiivselt elektrokeemilist polarisatsiooni ja ioonide difusiooni; seetõttu suureneb aku polarisatsiooni sisetakistus ka madalal -temperatuuril. Seetõttu ei ole polarisatsioonitakistus konstantne, vaid muutub koos tühjenduskiiruse, temperatuuri ja muude tingimustega.
Aku sisetakistuse analüütiline avaldis on järgmine:
Valemis bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Aku polarisatsiooni sisetakistus;
b-Aku klemmi pinge variatsioonitegur aku klemmi pinge E suhtes nimivõimsuse tingimustes, kui akut laetakse ja tühjeneb vooluga Iₐ;
Rₑₗ(τ,C)-Elektrolüüdi takistus;
Rₑ(C)-Elektroodi takistus. Elektrolüüdi takistus Rₑₗ ja elektroodi takistus Rₑ on pöördvõrdelised aku hetkevõimsusega;
iₐ, τ, C-Aku laadimis- ja tühjenemisvool, temperatuur ja mahutavus sel ajal.
Aku sisetakistus on suhteliselt väike ja paljudes töötingimustes sageli tühine. Kuid elektrisõidukite akud töötavad sageli suure voolu ja sügava tühjenemise tingimustes, mille tulemuseks on sisemise takistuse põhjustatud pinge oluline langus. Sel juhul ei saa tähelepanuta jätta sisemise takistuse mõju kogu vooluringile.
