锂离子电池内阻的影响因素

电阻是锂电池在工作时，电流流过电池内部受到的阻力。通常，锂电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。电池的欧姆内阻由电池的总电导率决定，电池的极化内阻由锂离子在电极活性材料中的固相扩散系数决定。

   欧姆内阻

欧姆内阻主要分为三个部分，一是离子阻抗，二是电子阻抗，三是接触阻抗。我们希望锂电池的内阻越小越小，那么就需要针对此三项内容采取具体措施来降低欧姆内阻。

离子阻抗

锂电池离子阻抗是指锂离子在电池内部传递所受到的阻力。在锂电池中锂离子迁移速度和电子传导速度起着同样重要的作用，离子阻抗主要受正负极材料、隔膜以及电解液的影响。想要降低离子阻抗，需要做好以下几点：

保证正负极材料和电解液具有良好的浸润性

在极片设计时需要选定合适的压实密度，如果压实密度过大，电解液不易浸润，会提高离子阻抗。对于负极极片来说，如果首次充放电时在活物质表面形成的SEI膜过厚，也会提高离子阻抗，这时需要调节电池的化成工艺来解决。

电解液的影响

电解液要具有合适的浓度、粘度和电导率。电解液粘度过高时，不利于其与正负极活物质之间的浸润。同时，电解液也需要较低的浓度，浓度过高同样不利于其流动浸润。电解液的电导率是影响离子阻抗的最重要的因素，其决定着离子的迁移。

隔膜对离子阻抗的影响

隔膜对离子阻抗的主要影响因素有：隔膜中电解液分布、隔膜面积、厚度、孔隙大小、孔隙率以及曲折系数等。对于陶瓷隔膜来说，还需要预防陶瓷颗粒堵塞隔膜孔隙不利于离子通过。在保证电解液充分浸润隔膜的同时，还不能有余量的电解液残留其中，降低电解液的使用效率。

电子阻抗

电子阻抗的影响因素比较多，可以从材料、工艺等方面进行着手改善。

正负极极板

正负极极板影响电子阻抗的因素主要有：活物质与集流体的接触、活物质本身因素、极板参数等。活物质要与集流体面充分接触，可以从集流体铜箔、铝箔基材上，正负极浆料粘接性上考虑。活物质本身的孔隙率、颗粒表面副产物、与导电剂混合不均匀等均会造成电子阻抗变化。极板参数如活物质密度太小时，颗粒间隙大，不利于电子传导。

隔膜

隔膜对电子阻抗的影响因素主要有：隔膜厚度、孔隙率以及充放电过程中的副产物。前两者很容易理解，在电芯拆解之后经常会发现隔膜上沾着厚厚一层褐色物质，里面包括石墨负极及其反应副产物，会造成隔膜孔堵塞，降低电池使用寿命。

集流体基材

集流体的材质、厚度、宽度以及其与极耳的接触程度均会影响电子阻抗。集流体需要选择未氧化钝化的基材，否则会影响阻抗大小。铜铝箔与极耳焊接不良也会影响电子阻抗。

接触阻抗

接触电阻是在铜铝箔与活物质的接触间形成的，需要重点关注正负极浆料的粘接性。

极化内阻

电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。极化包括欧姆极化、电化学极化和浓差极化。极化电阻是指电池的正极与负极在进行电化学反应时极化所引起的内阻，其能反应电池内部的一致性，但是由于受操作、方法的影响，不适用于生产中。极化内阻不是常数，在充放电过程中随时间不断变化，这是因为活性物质的组成，电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律，极化内阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系。常随电流密度的对数增大而线性增加。

结构设计影响

在电池结构设计中，除了电池结构件本身的铆接及焊接之外，电池极耳的数量、尺寸、位置等直接影响电池内阻大小。在一定程度内，增加极耳数量，可有效降低电池内阻。极耳位置也影响电池的内阻，极耳位置在正负极极片头部的卷绕电池内阻最大，且相较于卷绕式电池，叠片式电池相当于几十片小电池并联，其内阻更小。