從Nyquist圖中準(zhǔn)確地識(shí)別歐姆電阻

電池的內(nèi)阻包括歐姆電阻和極化電阻。在溫度恒定的條件下，歐姆電阻基本穩(wěn)定不變，而極化電阻會(huì)隨著影響極化水平的因素變動(dòng)。

歐姆電阻主要由電極材料、電解液、隔膜電阻及集流體、極耳的連接等各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、連接方式等有關(guān)。

我們都知道歐姆電阻可以通過(guò)交流阻抗EIS方法測(cè)得，但怎樣才能從EIS數(shù)據(jù)中得到準(zhǔn)確的歐姆電阻呢？很多人認(rèn)為是Nyquist圖跟橫軸的交點(diǎn)，但其實(shí)這樣讀到的歐姆電阻并不準(zhǔn)確。

我們可以用分析軟件做個(gè)模擬電路或者用電子元件搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行分析。

以上的Nyquist圖可以從跟橫軸的交點(diǎn)（只是接近）讀到歐姆電阻大概是50.589Ω，跟等效電路的R0相差不大。這是由于電路中不存在電感，高頻區(qū)沒(méi)有受到電感的影響。但實(shí)際上電池的多層結(jié)構(gòu)和卷繞結(jié)構(gòu)使電池不可避免地存在電感，電感的存在使Nyquisty圖高頻區(qū)形狀發(fā)生變化。

我們?cè)谀M電路中增加一個(gè)電感L0，L0的值分別是100nH、500nH、1uH。

Nyquist圖跟橫軸的交點(diǎn)變成了63mΩ、85mΩ、104mΩ，跟實(shí)際的50mΩ相差很遠(yuǎn)。

此外，有的人會(huì)問(wèn)，是不是把第四象限的感抗線刪除就可以不用擬合電感了？答案是不能，其實(shí)從上圖就可以看出，電感的影響效果不只是在第四象限多了跟長(zhǎng)線，它會(huì)影響到第一象限的很大一部分區(qū)域。

舉個(gè)例子，下圖是一個(gè)18650電池的eis圖。

如果用以下這個(gè)電路圖擬合，錯(cuò)誤率是0.64%。

如果把第四象限的點(diǎn)切除掉，電路圖也去掉電感元件，錯(cuò)誤率增大到2.66%。也就是這樣擬合不準(zhǔn)確

結(jié)論：

對(duì)于有電感存在的樣品（絕大部分電池都有電感）要得到準(zhǔn)確的歐姆電阻就需要用等效電路擬合的方法算出來(lái)，直接讀Nyquist圖跟橫軸的交點(diǎn)是不準(zhǔn)確的。擬合時(shí)刪除第四象限的點(diǎn)不用電感元件擬合也是不準(zhǔn)確的，因?yàn)殡姼械挠绊懶Ч麜?huì)延續(xù)到第一象限，如果第四象限的線太長(zhǎng)，刪除掉一部分是可以的，保留3個(gè)點(diǎn)以上可以使擬合更準(zhǔn)確。