久热久草在线_一一高清视频在线观看_在线观看91av_久草免费在线观看视频_国产精品午夜无码A体验区_国产一级高清

English | 中文版 | 手機版 企業登錄 | 個人登錄 | 郵件訂閱
當前位置 > 首頁 > 技術文章 > 恒流充放電測試的介紹及鎖相放大器在電池測試中的應用

恒流充放電測試的介紹及鎖相放大器在電池測試中的應用

瀏覽次數:2387 發布日期:2023-9-22  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負

恒電流充放電法,又稱計時電勢法。它的基本工作原理是:在恒流條件下對被測電極進行充放電操作,記錄其電位隨時間的變化規律,進而研究電極的充放電性能,計算其實際的比容量
      
恒流充放電測試可以確定電極材料的充放電曲線、比容量的高低、倍率特性、循環性能等參數。通常采用先恒流充電,然后恒壓充電,隔了一段時間后恒流放電。充電時按電池的比容量大小及放電倍率設定充電電流,進行恒電流充電,至設定電壓后,用測試系統自動跳入恒壓充電。恒壓充電一定時間后靜置,接著恒流放電至設定的安全電壓,恒流放電設置與恒流充電類似。最好測試時處于溫度相對恒定的環境,循環多次充放電以求穩定數據。
       
圖1顯示的是鋰離子電池典型裝置以及充電過程中電化學過程的概述。

 

image
圖1-充電過程中鋰離子簡要示意圖。

     
為了達到更高的功率密度和能量密度,高度多孔的材料被用作電極材料。在陽極,石墨被粘附在集流器銅箔上。在陰極,使用多的是粘附在鋁箔上的鋰過渡金屬氧化物。
      
電解質主要實現兩個電極之間的電荷傳輸。液體,固體或者聚合物均可。隔膜—離子滲透薄膜—放在兩電極之間用以防止電子短路。
       
在充電過程中,鋰離子從富鋰的陰極側遷移至陽極并插入陽極側多層結構中。在放電過程中這個電化學過程是可逆的。如下化學方程式總結了這兩個過程,通過正向反應闡述了充電過程。
       陽極:xLi++xe-+C6 ↔ Lix C6
       陰極:Lix+y MO2 ↔ xLi+ + xe- + Liy MO2

鋰離子電池的性能與壽命主要取決于幾個參數。極端的溫度可能導致材料的降解。若超過電池額定的規定值,如電壓、充電或者放電電流,都可能導致反應的不可逆并且造成電池過熱。電池的整體性能也將急劇下降。
       
充放電曲線
圖2顯示的是紐扣電池典型的充電(綠色)和放電(藍色)。將電壓(深色)和電流(淺色)對時間作圖。電池在電流40mA,電壓在2.75V到4.2V之間進行充放電。

 

 image
圖2—紐扣電池充放電曲線。()充電,()放電。


在充電過程中電壓穩定增長。在這個過程中,鋰離子從陰極抽離然后插入陽極石墨層間。
       
電池恒電位在達到電壓上限之后保持在4.2V。這個過程一直持續到電流達到0.4mA對應電池容量倍率為0.01。這能保證電池完全被充滿。電池充電狀態(SOC)是100%。
       
電壓在放電過程初期迅速下降。根據歐姆定律,電壓下降值∆U(同樣也被稱為“IR降”)和等效串聯電阻(ESR)是直接成比例關系的,如方程1所示。

∆U=I∙ESR     Eq 1

I是施加電流。ESR囊括了電極,電解質以及電子接觸電阻。電壓U下降越低,從電池中獲取的輸出能量E越大,如方程2所示。

E=(U0 - ∆U)∙It    Eq 2

Uo為電池實際電壓,t分別為充放電的時間。 當電壓急劇下降時電池可用容量達到極限。放電過程在電壓達到2.75V時停止。在這個電位下,SOC被定義為0%。放電深度(DOD)為100%。
       
應該盡量避免電壓超過電池的額定值。電解質變質或者電極材料降解會導致電池性能和壽命的降低。
       
注意:不推薦電池過度充電和放電。這將可能造成電池過熱導致嚴重事故。長時間未使用的可充放電電池每年至少要充電一次,以防止其過度放電。
       
電池循環
一個測試電池長期穩定性的典型實驗就是電池循環。為此電池將被充放電數百次然后測試容量變化。
      
圖3顯示的是標準的電池充放電實驗(CCD)。紐扣電池首先以1.0C的充電倍率(40mA)充電至4.2V。然后保持電壓恒定維持至少72小時或者如果電壓達到1mA。隨后電池以1.0C的放電倍率放電至2.7V。重復該實驗100圈。
      
深色曲線顯示的是容量。淺色曲線顯示的是容量與初始相比的百分百。

 

image
圖3—紐扣電池CCD實驗100圈以上。()充電,()放電。

       
電解質雜質或者電極的缺陷通常都會導致容量的下降。在該實例中給出的測試電池均顯示出良好的循環行為。紐扣電池的大容量大概在28.7mAh。容量僅在100圈以后略有下降。總容量減少約為4.5%。


EIS 測試
交流阻抗法是一種利用小幅度交流電壓或電流對電極擾動,進行電化學測試的方法。從獲得的交流阻抗數據,可以根據電極的摸擬等效電路,計算相應的電極反應參數。若將不同頻率交流阻抗的虛數部分對其實數部分作圖,可得虛、實阻抗(分別對應于電極的電容和電阻)隨頻率變化的曲線,稱為電化學阻抗譜(electrochemical impedance spectrum-EIS)或交流阻抗復數平面圖。

利用EIS研究電化學系統的基本思路:將電化學系統看做一個等效電路,利用EIS確定等效電路構成及個元件的大小,再利用這些電化學元件的含義,分析電化學過程。

常規的鋰電池EIS圖,正極材料一般沒有第一個半圓,即沒有明顯的EIS膜形成過程,等效電路也和此圖不一樣,如圖4所示:
 

image
圖4—鋰電池EIS圖

鋰離子在嵌合物電極中的脫出和嵌入過程的典型EIS 譜包括5 個部分:
(1) 超高頻區域(10 kHz 以上) ,與鋰離子和電子通過電解液、多孔隔膜、導線、活性材料顆粒等輸運有關的歐姆電阻,在EIS 譜上表現為一個點,此過程可用一個電阻Rs表示;

(2 ) 高頻區域,與鋰離子通過活性材料顆粒表面絕緣層的擴散遷移有關的一個半圓,此過程可用一個RSEI /CSEI并聯電路表示。其中,RSEI即為鋰離子擴散遷移通過SEI 膜的電阻;
      
(3) 中頻區域,與電荷傳遞過程相關的一個半圓,此過程可用一個Rct /Cdl并聯電路表示。Rct為電荷傳遞電阻,或稱為電化學反應電阻,Cdl為雙電層電容;
     
(4) 低頻區域,與鋰離子在活性材料顆粒內部的固體擴散過程相關的一條斜線,此過程可用一個描述擴散的Warburg 阻抗ZW表示; 

( 5 ) 極低頻區域

發布者:廣州賽恩科學儀器有限公司
聯系電話:020-84133345
E-mail:sales@ssi-instrument.com

標簽: 電池測試
用戶名: 密碼: 匿名 快速注冊 忘記密碼
評論只代表網友觀點,不代表本站觀點。 請輸入驗證碼: 8795
Copyright(C) 1998-2025 生物器材網 電話:021-64166852;13621656896 E-mail:info@bio-equip.com
主站蜘蛛池模板: 国产精品日韩一区二区 | 快色在线观看视频 | 18禁啪啪无遮挡网站 | 国产精品69久久久 | 在线欧美一级视频 | 看全色黄大色大片女人爽吗 | 亚洲图色欧美另类小说 | 久久婷婷丁香五月综合五 | 日韩精品免费一区二区三区 | 一区二区www | 国产VA在线播放 | 国产伦精品一区二区三区视 | 狠狠色丁香久久综合婷婷 | 精品久久久久久久中文字幕 | 国产日产精品一区二区三区的介绍 | 午夜视频 | 日本熟妇高清一区二区三区 | 亚洲精品无码在线观看 | 中文无码日韩欧 | 香蕉久久影院精品欧美日韩 | 一二三区精品视频 | 别揉我奶头~嗯~啊~视频在线观看 | 精品二区久久 | 日韩在线第一区 | 久久精品亚洲第一福利 | 亚洲日韩高清aⅴ在线观看 国产精品视频第一区二区三区 | 懂色中文一区二区在线播放 | 国产精品美女久久久久久久 | 国精品99久9在线 | 国产超碰人人模人人爽人人喊 | 国产精品一卡二卡三卡 | 国产亚洲精品无码成人蜜臀 | 97涩在线观看视频 | 欧美va亚洲va在线观看蝴蝶网 | 亚洲999 | 中国国语毛片免费观看视频 | 国产综合视频在线播放 | 红桃一区 | 一级黄色录像大片 | 九九热视频在线免费观看 | 久久久久久久久久久福利观看 |