很容易把电池想象成一个充满能量的桶。当我们需要一些能量时，我们连接电路并将能量输出。然而，这个类比并不能解释内部阻抗。一个更好的比喻是，电池就像水瓶。当水瓶倾斜时，水不能自由流出，因为喷嘴限制了流量。同样，电池也有内部阻抗，由于使用年限、材料质量和结构缺陷等因素，会限制能量的流动。这种阻抗本质上不是纯电阻性的，但也有电容性成分，这对测量提出了挑战。

　　内部阻抗反映了电池的质量以及它在使用寿命内的表现。电池内部阻抗越高，效率越低，越容易出现早期故障。高内部阻抗会在操作过程中产生多余的热量，如果电池进入热失控，这可能成为一个安全问题。使用前测量内部阻抗是识别可能存在失效风险的电池的好方法。有几种方法来表征内部阻抗，它们各自表征性能的一个方面略有不同。

　　其中一种技术是电化学阻抗谱(EIS)。在此测试过程中，将交流信号在广泛的频率范围内施加于电池，并测量电池的响应。这个测试可能需要很长时间，但能给出电池阻抗行为的全貌。

　　常用的方法是交流内阻(ACIR)。由于这是一种交流技术，它表征阻抗，尽管通常只保留实部或电阻。ACIR是EIS过程的一个子集，在单个频率(通常为1khz)下进行测量。这表征了小信号行为，这是电池质量的一个很好的指标，比完整的EIS过程快得多。节省的时间使它成为生产空间中流行的测试，每个电池都必须通过一个规格。

　　后一种方法是直流内阻(DCIR)，也可称为脉冲表征。在这种方法中，只测量电阻分量，因为假设电池由理想开路电压和串联电阻表示，如图2所示:

　　直流内阻电池模型

　　图2:DCIR电池模型

　　将直流电流施加到电池上一段设定的时间，然后测量电池电压的变化并计算电阻。图3展示了这一点。

　　电池直流内阻电压和电流曲线图

　　图3:DCIR测量程序

　　DCIR方法中使用的电流通常比ACIR方法大得多，因此在电池经常暴露于突然的大电流消耗的情况下，这是一种更现实的测试。电池的内阻是电池输出大电流能力的大限制因素，因此识别不能在大电流情况下工作的电池非常重要。在进行同步电压测量时，能够输出大电流脉冲的仪器是理想的。源测量单元(smu)，如Keithley 2461能够准确地提供10 A脉冲，同时以6.5位分辨率测量产生的电压。这些smu由测试脚本处理器(TSP®)供电，使用户能够运行完整的DCIR脉冲序列，并使用DCIR TSP应用程序从前面板接收计算数据。

　　Keithley 2461图形触摸屏SMU的DCIR测试配置和结果

　　图4:在Keithley 2461图形触摸屏SMU上的DCIR测试配置和结果

　　电池的内部阻抗是电池质量的关键指标，也是电池寿命的关键指标。有三种方法可以用来测量电池的阻抗或电阻，每种方法给出的信息都有所不同。了解这些方法可以帮助您确保获得所需和期望的信息。