ഒരു ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം എന്താണ്?
ബാറ്ററിയുടെ ഉള്ളിലൂടെ കറൻ്റ് ഒഴുകുമ്പോൾ, അത് പ്രതിരോധം നേരിടുന്നു, ഇത് ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജിൽ കുറവുണ്ടാക്കുന്നു. ഈ പ്രതിരോധത്തെ ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം കാരണം, ടെർമിനൽ വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സിനേക്കാൾ കുറവാണ്, ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ്. ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ടെർമിനൽ വോൾട്ടേജ് ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സിനേക്കാളും ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാളും കൂടുതലാണ്. ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം ഒരു കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സിൻ്റെ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട പരാമീറ്ററാണ്. ഇത് ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജ്, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറൻ്റ്, ഔട്ട്പുട്ട് ഊർജ്ജം, ഊർജ്ജം എന്നിവയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ഒരു പ്രായോഗിക കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സിനായി, ആന്തരിക പ്രതിരോധം കുറയുന്നത് നല്ലതാണ്.
ബാറ്ററി ആന്തരിക പ്രതിരോധം സ്ഥിരമല്ല; സജീവ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഘടന, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സാന്ദ്രത, ബാറ്ററി താപനില, ഡിസ്ചാർജ് സമയം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ഇത് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തിൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോഡുകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ഓമിക് ആന്തരിക പ്രതിരോധവും (R₀) ധ്രുവീകരണ ആന്തരിക പ്രതിരോധവും (Rf) ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ രണ്ടിൻ്റെയും ആകെത്തുക ബാറ്ററിയുടെ മൊത്തം ആന്തരിക പ്രതിരോധം (Rw) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
ഓമിക് ആന്തരിക പ്രതിരോധം പ്രധാനമായും ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, സെപ്പറേറ്റർ, വിവിധ ഘടകങ്ങളുടെ കോൺടാക്റ്റ് പ്രതിരോധം എന്നിവയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഇത് ബാറ്ററിയുടെ വലിപ്പം, ഘടന, ഇലക്ട്രോഡ് രൂപീകരണ രീതി (ഉദാ, ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികളിലെ ടൈപ്പ്, ട്യൂബുലാർ ഇലക്ട്രോഡുകൾ, ആൽക്കലൈൻ ബാറ്ററികളിലെ ബോക്സ്{5}}തരം, സിൻ്റർഡ് ഇലക്ട്രോഡുകൾ), അസംബ്ലി ഇറുകൽ എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഓമിൻ്റെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം ഓമിൻ്റെ നിയമം അനുസരിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത് ഒരു കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസിൻ്റെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾ തമ്മിലുള്ള ധ്രുവീകരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തെ ധ്രുവീകരണം ആന്തരിക പ്രതിരോധം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ധ്രുവീകരണവും ഏകാഗ്രതയും മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രതിരോധങ്ങളുടെ ആകെത്തുകയാണ് ഇത്
ധ്രുവീകരണം.
ധ്രുവീകരണ ആന്തരിക പ്രതിരോധം സജീവമായ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സ്വഭാവം, ഇലക്ട്രോഡ് ഘടന, ബാറ്ററി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളുമായി അടുത്ത ബന്ധമുണ്ട്; ഡിസ്ചാർജ് കറൻ്റും താപനിലയും കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഉയർന്ന കറൻ്റ് ഡെൻസിറ്റി ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത്, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ധ്രുവീകരണവും കോൺസെൻട്രേഷൻ ധ്രുവീകരണവും വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെ നിഷ്ക്രിയത്വത്തിന് പോലും കാരണമാകും, അങ്ങനെ ധ്രുവീകരണ ആന്തരിക പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ താപനില ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ധ്രുവീകരണത്തെയും അയോൺ വ്യാപനത്തെയും പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു; അതിനാൽ, താഴ്ന്ന-താപനിലയിൽ ബാറ്ററിയുടെ ധ്രുവീകരണ ആന്തരിക പ്രതിരോധവും വർദ്ധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ധ്രുവീകരണ പ്രതിരോധം സ്ഥിരമല്ല, മറിച്ച് ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക്, താപനില, മറ്റ് വ്യവസ്ഥകൾ എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം മാറുന്നു.
ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ വിശകലന പദപ്രയോഗം ഇപ്രകാരമാണ്:
ഫോർമുലയിൽ, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-ബാറ്ററി ധ്രുവീകരണം ആന്തരിക പ്രതിരോധം;
b-നിലവിലെ Iₐ ഉപയോഗിച്ച് ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുകയും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ റേറ്റുചെയ്ത കപ്പാസിറ്റി സാഹചര്യങ്ങളിൽ ബാറ്ററി ടെർമിനൽ വോൾട്ടേജ് E യുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ബാറ്ററി ടെർമിനൽ വോൾട്ടേജിൻ്റെ വ്യതിയാനത്തിൻ്റെ ഗുണകം;
Rₑₗ(τ,C)-ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ പ്രതിരോധം;
Rₑ(C)-ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതിരോധം. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പ്രതിരോധം Rₑₗ, ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതിരോധം Rₑ എന്നിവ ബാറ്ററിയുടെ തൽക്ഷണ ശേഷിക്ക് വിപരീത അനുപാതമാണ്;
iₐ, τ, C-ബാറ്ററി ചാർജ്ജുചെയ്യുന്നതും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നതുമായ കറൻ്റ്, താപനില, ആ സമയത്തെ ശേഷി.
ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം താരതമ്യേന ചെറുതും പല പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിലും പലപ്പോഴും നിസ്സാരവുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള പവർ ബാറ്ററികൾ പലപ്പോഴും ഉയർന്ന കറൻ്റിലും ആഴത്തിലുള്ള ഡിസ്ചാർജ് അവസ്ഥയിലും പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് ആന്തരിക പ്രതിരോധം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഗണ്യമായ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, മുഴുവൻ സർക്യൂട്ടിലും ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ ആഘാതം അവഗണിക്കാനാവില്ല.
