内阻内阻,又称内电阻(internal resistance),是指电源内部存在对电流的阻碍作用。 在理想状态中,電壓源的串聯内電阻等於零,即是沒有電壓下降。但在实际电源中,均存在内阻。实际电源可视为一个内阻为0的理想电源与一个电阻串联。在使用电源时,内阻会消耗一部分电能,同时也是使电源发热的原因之一。 事实上,不仅电源,其他电学设备,例如电流表、电压表以及电磁感应中的线圈等均存在内阻。 有的时候,例如冶炼金属,需要利用内阻产生的热能;而有的时候则需要尽量降低内阻的热效应,如在远距离电力传输的过程中采用提高电压的方式来减少电能损耗。 电池内阻电池可以用電壓源和數個RC電路串聯的模型來模擬,這類模型稱為等效電路模型(equivalent circuit models)。其他的常見的模型則是物理化學模型(physiochemical model),會和濃度和反應速率有關。電池的內組和其大小、電量狀庇、化學性質、壽命、溫度以及放電電流有關。其中有和材料成份的电阻率有關的電子成份,以及和电解质電導率、離子遷移率、電化學反應速率、電極表面積等电化学因素有關的離子成份。電池內阻的量測有其指南,其中有規範量測條件,但結果可能無法適用於不同條件下的應用。利用交流電的量測(一般會使用的頻率),因為其頻率遠高於其中較慢的電化學反應,可能會低估其阻值。內阻和溫度有關;例如新的 1 kHz劲量AA鹼性電池在-40 °C時其內阻較高,為0.9 Ω,原因是低溫會降低了離子遷移率,在室溫下則是0.15 Ω,在40 °C時更降到約0.1 Ω [1]。內阻的下降,主要是因為電解質擴散係數的上昇所導致。 電池的內阻可以用開路電壓VNL、負載電壓VFL和負載電阻RL來計算:
也可以用過電位η和電流I來表示: 計多等效串聯電阻(ESR)表(在本質上是量測電容器等效串聯電阻的交流微歐姆表)可以用來估測電池內阻,特別是用來檢查電量狀態,而不是要取得準確的直流值[2]。有些充電電池的充電器也可以量測ESR。 在使用時,原電池端子上的電壓會持續下降,降到無法驅動電路為止。主要不是因為等效電壓源的電壓下降,而是因為內阻的上昇。 對於可充電的鋰離子聚合物電池,內阻主要是和電量狀態有關,內阻也會隨著電池使用而增加,原因是在電極上建立了不導電的固態電解質相間層(solid electrolyte interphase)[3],這是很好用來預測電池壽命的指標[4][5]。 相關條目參考資料
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