磷酸鐵鋰電池在使用過程中容易出現的各種問題，往往體現為內阻的增大。內阻的高低能夠表征電池劣化狀況，內阻測試成為衡量電池狀態優劣的最關鍵、最迅速、最有效的方法之一。

目前，對于鋰離子電池內阻的研究存在如下問題：

1、鋰離子電池的內阻通常很小，一般是毫歐量級，同時又是有源元件，不同于一般的電阻元件，不能直接測量；

2、電池的內阻易受測試時所處的狀態影響，例如不同環境溫度、不同荷電狀態下，電池的內阻就有一定的差別。

一、內阻測試標準簡介

國際電工委員會(IEC)是鋰離子電池最主要的國際標準制定機構，制定的鋰離子電池的性能標準IEC 61960-3:2017<含堿性或其他非酸性電解質的蓄電池和蓄電池組 便攜式應用的鋰蓄電池和蓄電池組第3部分:方形和圓柱形鋰蓄電池及其制成的蓄電池組>和IEC 62620:2014<蓄電池和含堿或其他非酸性電解質電池組 工業應用中使用的二次鋰電池和蓄電池組>中都有要求測試電池內阻的測試項目。

日本工業標準調查會(JISC)是負責日本全國性標準化管理機構,發布的標準中涉及電池內阻測試項目的有JISC 8715-1:2018<工業用二次鋰電池和蓄電池．第1部分 性能要求和試驗>。

二、測試原理

IEC 61960-3:2017、IEC 62620:2014、JISC 8715-1:2018這3個標準推薦的測試方法均包括交流測試法和直流測試法兩種。

交流測試法是在電池兩端加上幅值較小的交流信號作為激勵，通過測量其電壓響應得出內阻值。直流測試法是給電池強制施加短時恒定電流，此時電池的電壓隨時間而發生變化，假如電池瞬間通過的電流為I，在極短的時間內測量出電池電壓的變化為ΔU，根據歐姆定律R＝ΔU/I就可以計算出電池的直流內阻。

2.1 適用對象

IEC 61960-3:2017規定交流測試法和直流測試法僅適用于電池組；而IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018規定交流測試法僅適用于電芯，直流測試法適用于電芯和電池組。

2.2?試樣要求

IEC 62620:2014根據倍率放電能力的差異化將試樣分為四種類型：超低倍率型(S)、低倍率型(E)、中倍率型(M)、高倍率型(H)，四種類型樣品在25℃下的最大持續放電電流通常不低于以下值：0.125C、0.5C、3.5C、7.0C。

JISC 8715-1:2018將試樣分為四種類型：超低倍率型(S)、低倍率型(E)、中倍率型(M)、高倍率型(H)，四種類型樣品在２５ ℃下的最大持續放電電流分別不低于以下值：0.125C、0.5C、3.5C、＞3.5C。

IEC 61960-3:2017對試樣沒有明確規定。

三、測試程序

3.1 測試準備

IEC 61960-3:2017標準規定內阻測試前將電池充滿電并靜置1~4h；IEC 62620:2014標準規定內阻測試前將電池充滿電，然后放出額定容量的50%±10%的電量后靜置1~4h；JISC 8715-1:2018要求與IECIEC?62620:2014相同。

3.2?測試溫度

IEC 61960-3:2017規定在20℃±5℃下進行內阻測試；IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018規定在25℃±5℃下進行內阻測試。

3.3?測試方法

IEC 61960-3:2017規定如果需要同時使用交流法和直流法測內阻時，應先用交流法，再用直流法。不需要在交流法和直流法測試之間對電池進行充放電。另外兩個標準并沒有規定交流法和直流法測試的順序。

3.3.1?交流內阻測試

IEC 61960-3:2017、IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018規定的交流內阻測試方法相同：在電池兩端施加1~5s頻率為1.0 kHz±0.1 kHz、有效值為Ia的交流電流信號，測量交流有效值電壓Ua，交流內阻Rac的計算公式為：Rac＝Ua/Ia。

3.3.2?直流電阻測試

IEC 61960-3:2017規定電池組以I1＝0.2C(A)恒流放電10s±0.1s，然后瞬間提高放電電流至I2＝1.0C(A)并放電1s±0.1s；而IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018根據電池的類型，規定不同的放電電流，具體電流值如表1所示。

表1?IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018直流內阻測試時的放電電流值

此外，IEC 62620:2014和JISC 8715-1:2018規定的兩次放電時間較IEC 61960-3:2017長，分別為(30±0.1)s、(5±0.1)s。

審核編輯：劉清