真实内阻通过最早可测量的电压阶跃来确定，而极化电阻则通过脉冲剩余时间内逐渐产生的额外电压降来确定。在电流脉冲测试中，总表观电阻可表示为：
[ R_t(t)=R_i+R_p(t) ]
初始电压变化可用于估算欧姆内阻或“真实”内阻 (R_i)；电压损失随时间增加的部分则归因于极化 (R_p)。
关键区别在于时间。测量电流变化后立即产生的电压响应，以估算 (R_i)，然后跟踪持续的电压弛豫或下降，以确定极化贡献。
两种电阻在脉冲期间的表现
瞬时电压阶跃代表 (R_i)
施加电流脉冲时，电池电压几乎会瞬间发生变化，因为电流会受到集流体、导电路径、隔膜、电解液、接触部位以及其他欧姆元件中电阻的阻碍。
对于电流阶跃 (\Delta I)，初始电阻估算值为：
[ R_i \approx \frac{\Delta V_{\text{instantaneous}}}{\Delta I} ]
测量必须足够迅速，以确保较慢的电化学过程对结果的影响最小。
极化在初始阶跃之后逐渐形成
电压发生瞬时变化后，通常会在脉冲期间继续变化。这种额外变化源于电化学极化，包括电荷转移限制、浓度梯度、离子通过 SEI 等界面膜的传输，以及固态扩散。
在选定的后续时间点 (t)：
[ R_p(t) \approx \frac{\Delta V(t)-\Delta V_{\text{instantaneous}}}{\Delta I} ]
因此，相应的总电阻为：
[ R_t(t)=\frac{\Delta V(t)}{\Delta I} ]
由于极化会随时间累积，因此在 100 毫秒或 1 秒时测得的表观电阻通常高于最初几毫秒内测得的数值。
高电流脉冲测试如何将两者区分开
施加精确控制的电流阶跃
测试系统施加已知的电流变化，例如从低电流基线切换至高电流放电脉冲。必须准确测量电流变化，因为两种电阻的计算都直接取决于 (\Delta I)。
四线测量配置和低电感连接有助于避免将接触损耗和引线损耗错误地归因于电池单体。
以高时间分辨率采集电压响应
从脉冲前、脉冲期间一直到恢复阶段，记录完整的电压波形。电流转换后最早的有效电压差用于估算 (R_i)。
一种实用的计算方式为：
[ R_i \approx \frac{V_{\text{before}}-V_{\text{after, early}}}{I_{\text{pulse}}-I_{\text{before}}} ]
充电和放电时的符号约定有所不同，但其物理解释保持不变。
利用后续时间点量化极化
随后在规定的时间点评估电压值。例如，接近 100 毫秒和 1 秒时的测量结果，相比最早的测量包含更多逐步发展的电化学响应。
后续电阻与初始电阻之间的差值可提供随时间变化的极化估算值：
[ R_p(t)\approx R_t(t)-R_i ]
由于极化并非瞬时产生，也不是恒定不变的，因此通常会在指定时间点报告该数值，而不是给出一个通用的单一值。
同时分析恢复响应
脉冲结束后，电压会分阶段恢复。瞬时恢复主要与欧姆分量有关，而较慢的恢复则反映了极化过程的弛豫。
同时分析脉冲开始和结束时的响应，可以更好地区分快速和缓慢的贡献，尤其是在使用等效电路或时域模型拟合电压响应时。
电压瞬态在物理上代表什么
欧姆损耗遍布整个电池单体
(R_i) 分量与相对快速的电子和离子传导损耗有关。它包括集流体、电极导电网络、隔膜和电解液传导、极耳、焊点、接触部位以及测量连接线等部分的贡献。
它通常被称为“真实”内阻，但测得的数值仍然取决于测试带宽和测试配置的质量。
电荷转移极化是早期动态过程
欧姆阶跃之后，电极反应动力学开始影响电压。电荷转移电阻反映了电荷跨越电极-电解液界面的难易程度。
这一贡献可能在脉冲开始的极早期就出现，因此不能自动将毫秒级测量结果视为完全纯粹的 (R_i)。
传输和扩散极化发展得更慢
随着脉冲持续，电解液和活性颗粒中会形成锂浓度梯度。这些传输限制会产生额外的电压损失，并可能在脉冲后段占主导地位。
因此，在时间分辨分析中，瞬态响应可能依次包含未补偿欧姆损耗、界面膜传输、电荷转移以及固态扩散等贡献。
测试时序和仪器配置为何重要
“瞬时”由测试系统定义
第一个电压采样点不一定对应电流阶跃后的真实物理瞬间。测试结果受到电流源上升时间、电压采样率、滤波、同步、线路电感以及传感器带宽的限制。
因此，报告中的 (R_i) 应与测量时间或拟合方法相关联，例如“1 毫秒时的电阻”，而不应脱离测试条件单独呈现。
极短脉冲可减少极化污染
持续时间仅为几十毫秒的脉冲通常用于突出快速电压响应，并限制极化的积累。较短的有效测量窗口通常能够更接近欧姆分量的估算值。
但是，过短或同步不良的测量可能捕捉到开关伪影、电感效应或电流过冲，而不是电池单体本身的电阻。
单个脉冲不会产生一个通用电阻值
(R_i) 和 (R_p) 都会随荷电状态、温度、电流方向、脉冲持续时间、电池老化程度以及电池单体此前的使用历史而变化。只有在报告这些条件时，电阻值才具有实际意义。
例如，低荷电状态和高荷电状态下的动态电阻或极化可能比中等荷电状态范围更大。
理解其中的权衡
短脉冲有利于区分两者，但会减少动态信息
短脉冲有助于估算 (R_i)，但可能无法揭示决定持续高功率性能的较慢极化机制。
较长的脉冲可以暴露电荷转移和扩散限制，但其电压降不能仅解释为欧姆电阻。
测得的初始电压降可能包含非电池单体电阻
质量不佳的焊点、连接器、汇流排、夹具触点和测量引线都可能表现为初始电阻的一部分。高频交流测试或夹具补偿有助于识别这些贡献，但任何一种方法都不会自动消除所有电池单体内部的动态效应。
测试应通过校准和四端子测量配置，将电池单体电阻与夹具及互连电阻区分开来。
直流脉冲电阻与交流阻抗不可互换
高频交流测量主要强调真实的快速阻抗分量，对于质量控制和连接缺陷检测很有用。直流脉冲测量则捕捉随时间变化的电压响应，其中可能包括欧姆损耗和电化学过电位。
比较这两种方法的测量值时，需要匹配频率、时间尺度、温度、荷电状态和测量配置。
充电和放电可能产生不同结果
由于充电和放电期间的反应动力学、浓度梯度及副反应并不完全相同，电流方向可能导致不同的电压响应。在某些化学体系中，充电还可能引入与气体相关的过电压等额外效应。
因此，电阻比较应明确脉冲是在充电还是放电过程中施加的。
根据目标做出正确选择
选择适当的电阻指标时，应结合脉冲波形和测试条件进行判断。
- 如果主要关注瞬时功率能力：使用电流阶跃后最早经过验证的电压响应来估算 (R_i)，并记录仪器的时间分辨率和电流上升时间。
- 如果主要关注持续脉冲性能：在规定的后续时间点评估 (R_t)，并计算 (R_p(t)=R_t(t)-R_i)，以量化累积的极化。
- 如果主要关注识别电池单体缺陷或连接不良：将经过校准的四线直流脉冲测量与高频交流阻抗测量结合使用。
- 如果主要关注电化学失效分析：在多个时间尺度上拟合完整的瞬态和恢复响应，以区分界面膜传输、电荷转移和扩散贡献。
可靠的区分方式是：将 (R_i) 视为快速电压阶跃分量，将 (R_p) 视为脉冲持续过程中显现的额外、随时间变化的电压损失。
总结表：
| 方面 | 真实内阻 (R_i) | 极化电阻 (R_p) |
|---|---|---|
| 测量时间 | 电流阶跃后立即测量（早期毫秒级） | 脉冲期间的后续时间点（例如 100 毫秒、1 秒） |
| 物理来源 | 集流体、电解液、隔膜和接触部位中的欧姆损耗 | 电荷转移、浓度梯度、扩散和 SEI 膜 |
| 电压响应 | 瞬时电压阶跃 | 随时间产生的额外电压降 |
| 计算方式 | R_i = ΔV_instantaneous / ΔI | R_p(t) = (ΔV(t) - ΔV_instantaneous) / ΔI |
| 对时间的依赖性 | 较小（但仍会因测量方式而具有时间依赖性） | 强烈依赖时间 |
| 测试配置的影响 | 高（需要快速采样和低电感） | 对测试配置不太敏感（但需要准确计时） |
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