O que determina a resistência interna das baterias

Olá queridos convidados e assinantes do meu canal. Hoje eu quero falar sobre um fenômeno como a resistência interna das baterias e de que depende esse parâmetro. Então vamos começar.

Vamos pegar uma bateria de íon de lítio, por exemplo, o fator de forma 18650 mais comum com uma capacidade nominal de 2500 mAh, e carregá-la com uma tensão operacional de 3,7 volts.

Agora vamos conectar uma carga na forma de um resistor de 1 ohm para 10 watts. O que você acha que a corrente vai fluir em tal sistema a princípio?

Podemos calcular facilmente esta corrente de acordo com a lei de Ohm

Mas se conectarmos um amperímetro, a corrente real será diferente da calculada e será igual a I = 3,6 A. E a razão é a seguinte.

Resistencia interna

Portanto, a razão para este desvio está no fato de que dentro de qualquer bateria de armazenamento existe sua própria resistência interna. E em nosso minicircuito, além do resistor de 1 Ohm, haverá mais uma resistência.

Vamos imaginar nossa bateria na forma de um bipolar real.

Portanto, de acordo com o esquema acima, a tensão é 3,7 Volts - isso não será nada mais do que o EMF da fonte.

r é a resistência interna da fonte, que neste exemplo particular será aproximadamente igual a 0,028 Ohm.

Se, na realidade, você medir a tensão no resistor conectado, ela será de 3,6 Volts, o que significa que a queda de tensão na resistência interna da bateria foi de 0,1 Volts.

Acontece que de acordo com a mesma lei de Ohm, com uma tensão de 3,6 Volts e uma resistência de 1 Ohm, a corrente será de 3,6 Amperes.

E como nosso circuito é sequencial, uma corrente semelhante fluirá através da resistência interna, o que significa que, por cálculos simples, obtemos que a resistência interna é igual a:

Agora vamos descobrir de quais parâmetros essa resistência interna depende e se seu valor é uma constante.

Quais parâmetros determinam a resistência interna da fonte

Portanto, na realidade, a resistência interna de diferentes tipos de baterias tem significados completamente diferentes. Ele está mudando ativamente e essas mudanças dependem dos seguintes parâmetros:

1. Quantidade de corrente.
2. Capacidade de carga.
3. Com a carga total da bateria.
4. Temperatura do eletrólito da bateria.

Portanto, existe esse padrão: quanto maior a corrente de carga, menor a resistência interna. Isso se deve ao processo de redistribuição de carga dentro do eletrólito.

Como a intensidade da corrente é grande, isso significa que a taxa de transferência de cargas por íons do eletrodo para o eletrodo é alta, e isso é possível com baixa resistência.

A força atual é menor - os íons não transferem carga tão ativamente. Isso significa que a resistência interna será grande.

Baterias de grande capacidade possuem significativamente mais eletrodos, e isso, por sua vez, indica que o processo de interação dos eletrodos com o eletrólito é mais extenso. Isso significa que um número significativamente maior de íons entra simultaneamente no processo de transferência de carga.

Isso aumenta a intensidade da corrente e diminui a resistência interna.

Agora vamos falar sobre o próximo fator importante - a temperatura.

Algumas palavras sobre o regime de temperatura e carga da bateria

Cada bateria é projetada para uma faixa específica de temperatura operacional. Ao mesmo tempo, a temperatura é diferente para diferentes fabricantes.

Mas, ao mesmo tempo, funciona a seguinte regularidade: quanto mais alta a temperatura do eletrólito, maior a taxa de reação nele e, portanto, menor a resistência interna.

As baterias modernas têm uma dependência quase linear da resistência interna da temperatura.

Mas, ao mesmo tempo, a temperatura não pode subir indefinidamente e sem consequências. Se a reação for muito violenta, então a evolução ativa de oxigênio no eletrólito (como resultado da desintegração do ânodo) pode levar a um incêndio.

Por esse motivo, todas as baterias modernas possuem proteção contra superaquecimento.

No processo de liberação da carga da bateria, sua capacidade começa a diminuir como resultado do fato de que cada vez menos íons carregados permanecem envolvidos na reação de redistribuição de carga.

Consequentemente, a corrente diminui, enquanto a resistência interna, ao contrário, aumenta. Portanto, o seguinte é verdadeiro: quanto mais carregada a bateria, menor sua resistência interna.

Isso é tudo que eu queria dizer sobre a resistência interna das baterias e os fatores que a afetam.

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