Zein da litiozko bateria baten barne-erresistentzia?
Bateriaren barrutik korrontea pasatzen denean, erresistentzia aurkitzen du, eta bateriaren funtzionamendu-tentsioa gutxitzen du. Erresistentzia horri bateriaren barne erresistentzia deitzen zaio. Bateriaren barne-erresistentzia dela eta, terminal-tentsioa indar elektroeragilea baino txikiagoa da eta zirkuitu irekiko-tentsioa deskargatzean. Kargatzean, terminaleko tentsioa indar elektroeragilea eta zirkuitu irekiko-tentsioa baino handiagoa da. Bateriaren barne-erresistentzia potentzia kimiko baten parametro oso garrantzitsua da. Bateriaren funtzionamendu-tentsioari, funtzionamendu-korronteari, irteerako energiari eta potentziari eragiten die zuzenean. Energia-iturri kimiko praktiko baterako, zenbat eta txikiagoa izan barne-erresistentzia, orduan eta hobeto.
Bateriaren barne-erresistentzia ez da konstantea; deskargan zehar aldatzen da material aktiboaren konposizioaren, elektrolito-kontzentrazioaren, bateriaren tenperaturaren eta deskarga-denboraren arabera. Bateriaren barne-erresistentziak barne-erresistentzia ohmikoa (R₀) eta elektrodoek erreakzio elektrokimikoetan erakusten duten polarizazio-barne-erresistentzia (Rf) barne hartzen ditu. Bi hauen baturari bateriaren barne-erresistentzia osoa (Rw) deitzen zaio.
Barne-erresistentzia ohmikoa elektrodo materialen barne-erresistentziaz, elektrolitoz, bereizgailuz eta hainbat osagairen kontaktu-erresistentziaz osatuta dago batez ere. Bateriaren tamainarekin, egiturarekin, elektrodoak eratzeko metodoarekin (adibidez, itsatsi-mota eta tubular-elektrodoak berunezko-azidozko piletan, eta kaxa-motako eta sinterizatutako elektrodoak bateria alkalinoetan) eta muntaiaren estankotasunari dagozkio. Barne-erresistentzia ohmikoak Ohm-en legea betetzen du.
Polarizazioaren barne-erresistentzia erreakzio elektrokimikoan zehar energia-iturri kimiko baten elektrodo positibo eta negatiboen arteko polarizazioak eragindako barne-erresistentziari dagokio. Polarizazio eta kontzentrazio elektrokimikoak eragindako erresistentzien batura da
polarizazioa.
Polarizazioaren barne-erresistentzia material aktiboaren izaerarekin, elektrodoen egiturarekin eta bateriaren fabrikazio-prozesuarekin lotuta dago, batez ere bateriaren funtzionamendu-baldintzekin oso lotuta dago; deskarga-korronteak eta tenperaturak eragin handia dute. Korronte-dentsitate handiko deskargan, polarizazio elektrokimikoa eta kontzentrazio-polarizazioa handitzen dira, potentzialki elektrodo negatiboaren pasibazioa eraginez, beraz, polarizazioaren barne-erresistentzia handituz. Tenperatura baxuek polarizazio elektrokimikoan eta ioien difusioan eragiten dute; beraz, bateriaren polarizazio barne-erresistentzia ere handitzen da-tenperatura baxuko baldintzetan. Hori dela eta, polarizazio-erresistentzia ez da konstantea, deskarga-tasa, tenperatura eta beste baldintza batzuekin aldatzen da.
Bateria baten barne-erresistentziaren adierazpen analitikoa honako hau da:
Formulan, bE (iₐ,τ,C) Iₐ⁻¹-Bateriaren polarizazioaren barne-erresistentzia;
b-Bateria terminaleko tentsioaren aldakuntza-koefizientea E bateriaren terminaleko tentsioarekiko gaitasun nominaleko baldintzetan bateria Iₐ korrontearekin kargatu eta deskargatzen denean;
Rₑₗ(τ,C)-Elektrolitoaren erresistentzia;
Rₑ(C)-Elektrodoen erresistentzia. Elektrolito-erresistentzia Rₑₗ eta elektrodo-erresistentzia Rₑ bateriaren berehalako ahalmenarekiko alderantziz proportzionalak dira;
iₐ, τ, C-Bateria kargatzeko eta deskargatzeko korrontea, tenperatura eta edukiera une horretan.
Bateriaren barne-erresistentzia nahiko txikia da eta askotan arbuiagarria da funtzionamendu baldintza askotan. Hala ere, ibilgailu elektrikoentzako potentziazko bateriak korronte handiko eta deskarga sakoneko baldintzetan funtzionatzen dute sarri, barne-erresistentziak eragindako tentsio-jaitsiera nabarmena eragiten du. Kasu honetan, barne-erresistentziaren eragina zirkuitu osoan ezin da alde batera utzi.
