Der Widerstand einer Komponente, angegeben in Ohm (Ω), beschreibt den Widerstand gegen den Stromfluss in einem Stromkreis: Je höher der Widerstandswert, desto schwieriger ist es für Elektrizität, durch den Stromkreis zu fließen, und umgekehrt, je niedriger der Widerstandswert, desto besser der Stromfluss. Es wird auch verwendet, um den Zustand von Bauteilen oder des Schalters zu beurteilen.
Um das Verhalten des Innenwiderstands zu untersuchen, ist es notwendig, ihn darzustellen und ein äquivalentes Stromkreismodell zu verwenden.
Die Bestimmung des Innenwiderstands einer Lithium-Ionen-Zelle ist komplex, da er von Temperatur, Ladezustand (SoC), Gesundheitszustand (SoH) und anderen Faktoren abhängt. Das Ergebnis hängt von der verwendeten Methode ab, daher gibt es keinen Einzelwert für eine Zelle.
Viele äquivalente elektrische Schaltungen werden verwendet, um den Innenwiderstand einer Li-Ion-Zelle zu modellieren. Sie reichen von einfachen (ein einzelner Widerstand) bis hin zu komplexen Schaltungen (serielle und parallele Kombination von elektronischen Komponenten wie Widerständen und Spulen). Dies ist die Anzahl der verfügbaren Methoden zur Bestimmung der verschiedenen elektrochemischen Mechanismen, aus denen sich der Innenwiderstand der Zelle ableitet. Diese Methoden lassen sich in zwei Kategorien einteilen:
Impulsmethode: gehört zur Kategorie „Gleichstrom (DC)“ und enthält einen Leistungsimpuls von mehreren Sekunden Dauer und misst die Spannungsantwort. Der gesamte innere Widerstand der Zelle wird also abgeleitet vom ohmschen Gesetz, wobei alle Widerstandsmechanismen (ohmscher Widerstand, Ladungstransferpolarisation, Diffusion usw.) berücksichtigt werden. Das Hauptinteresse dieser Messung liegt darin, wertvolle Informationen über die Leistungsfähigkeit der Zelle zu liefern, besonders in Bezug auf die Leistung.
Die bei dieser Art von Test angewandten Parameter (Intensität und Dauer des Impulses) haben alle eine spezifische Anwendung. Es gibt kein standardisiertes Verfahren, aber das in IEC 61690 beschriebene Verfahren wird häufig verwendet.
Wechselstrommethode bei 1 kHz: ist eine sehr schnelle und einfache Methode in der Kategorie „Wechselstrom (AC)“ weil sie den reinen ohmschen Widerstand der Zelle abschätzen können, der für den unmittelbaren Spannungsabfall unter einem Entladestrom und die Wärmeabgabe durch den Joule-Effekt verantwortlich ist. Es verwendet ein Schaltnetzteil mit einer festen Frequenz, üblicherweise 1 kHz. Obgleich das Ergebnis keinen effektiven Vergleich zwischen verschiedenen Zellreferenzen ermöglicht, ist diese Methode am Ende der Zellproduktionslinie von Interesse, da sie es den Herstellern ermöglichen, die Qualität innerhalb derselben Referenz zu kontrollieren.
EIS-Methode: in derselben Kategorie wie die vorherige. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine zerstörungsfreie Methode, die mit geringen Stromänderungen arbeitet und einen breiten Frequenzbereich von MHz bis kHz abdeckt. Die Analyse des Spannungsverhaltens in diesem Frequenzbereich ermöglicht den Zugang zu allen Prozessen in der Zelle und deren Untersuchung, beispielsweise zur Parametrisierung von Modellen.
