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TSP-2000-BAT，电池综合特性分析软件 高精度电池库伦效率测试方案 系统背景 在电池材料研发过程中，成本、能量密度和寿命是最受关注的问题。在材料科学家的不断努力下，电池行业正在逐渐克服这些问题，使电池的使用成本逐年下降。在2017 年的国际电池研讨会中，来自加拿大 Dalhousie University 的 Jeff Dahn 介 绍 了 改 进 化 学 材 料 后 的NMC（镍锰钴三元材料）锂离子电池所带来的超长电池寿命，这一技术已被特斯拉使用在电池生产中。 我们无法完全消除电池老化，但更长的电池寿命意味着更缓慢的电池衰减，电动车用户可以降低更换电池的频率，使电动车的使用成本大幅度降低。但传统方法评估电池寿命，需要高达上千次的重复充放电，以及长达几个月的漫长等待时间。 为了更快速的了解电池寿命，Jeff Dahn提出了高精度库伦效率（CE, Couloumbic Efficiency）测试方法。它指的是电池放电容量与同循环过程中充电容量之比（CE= Discharge capacity/ Charge capacity）。因为在每一次电池充放电过程中，都会有一部分锂离子的损耗，因此电池容量会随着充放电过程逐渐减小，也就是我们经常说到的电池老化。科学家在测试过程中发现，经过若干次充放电后，电池的 CE 值趋近于一个常数。这个数值越接近 1，说明电池在充放电过程中的衰减越小，寿命也就越长。 使用这一方法，可以取代传统充放电机上进行的寿命测试，在短时间内就可以根据 CE 值得大小，判断电池材料或者添加剂性能的好坏，并预测电池长期寿命。越来越多的电池研发机构和企业开始熟悉并采用这一方法，用于改进电池材料配方，加速电池材料和添加剂筛选和优化。 为了精确测量电池库伦效率，Jeff Dahn 教授开发的全球第一套高精度库伦效率测试系统中，大量使用了吉时利公司的源表和高精度测试设备，用于精确计算充、放电量。 在电池库伦效率测试中使用源表，其先天优势是仅需一台设备即可完成充、放电测试和电量测试，极大的简化了测试系统。而源表还有非常高的测量精度，可以达到 nA 甚至 pA 级，一台仪表就可以完成全部的输出和测量功能。 技术特点 ● 高精度库伦效率测试，高达万分之一的测量精度 ● 广泛的输出和测量范围，从微安到安培级输出 电流，可以满足从纽扣电池，到圆柱电池，再到软包电池的测试需求 ● 良好的控温精度，为电池提供稳定的温度环境，波动度小于 0.1 度，适用于高校实验室，企业研发部门和品质测试部门 ● 自动化测试软件，支持多通道并行测量，提高测试效率，图形化显示测试结果 ● 使用四线法连接源表和电池，可以消除导线 电阻的影响，使测量数值更加准确 测试功能 ● 常规电池充放电功能，测量并记录充放电曲线 ● 用户可以根据需要设置充放电范围，充放电截止条件，采样频率，以及循环次数 ● 高精度库伦效率测试，记录并显示每个循环周期的电池库伦效率变化 系统结构 ● 测试系统由源表，数据采集器和恒温环境槽组成，可以根据需要同时测量的电池数量，添加或删减源表数量。 ● 吉时利 2450/2460/2461 源表 ● DAQ6510 温度和数据采集器 ● 恒温环境箱 ● 上位机软件 系统连接示意图
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发表于 2022-5-16 10:35:01
