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电化学知识About As

RST电化学工作站电池充放电测试方法的相关说明



在使用RST系列电化学工作站检测电池方法中,都应该遵循此电池接法。

工作电极引线夹(绿蓝)接电池正极;

参比电极引线夹(白黄)接电池负极;辅助电极引线夹(红)接电池负极。

如果接反,不能进行充放电,电池极性检查能帮助操作者判断电池极性是否正确。

运行中,请勿断开电池。


电池恒流充电

参数名称    单位    取值范围               简单描述

充电电流    安培(A) 00.5(RST5200)01.0(RST5201)02.0(RST5202)   充电,能使电池电动势增加。

充电时间    (S)   0 1000000          充电持续时间。

充后闲置时间    (S)   0 1000000       充电之后,断电等待时间。

充电限制电压    (V)   -10 + 10 当电池电压高于该值时,停止充电。该值不可大于所用量程。

充电电量    安时(AH)    > 0 充电电流与充电时间的乘积。自动计算,供操作者参考。

采样间隔    (S)   0.001 100    数据样点之间的时间间隔,当运行时间较长时,应将其设得大些。

电压量程    (V)   0.5/1/2/5/10    应覆盖充电、放电、闲置期间的电位变化。

 

电池恒流放电

参数名称    单位    取值范围    简单描述

放电电流    安培(A) 0-0.5(RST5200)0-1.0(RST5201)0-2.0(RST5202)    放电,能使电池电动势减少。

放电时间    (S)   0 1000000    放电持续时间。

放后闲置时间    (S)   0 1000000    放电之后,断电等待时间。

放电限制电位    (V)   -10 + 10 当电池电压低于该值时,停止放电。该值不可大于所用量程。

放电电量    安时(AH)    < 0 放电电流与放电时间的乘积。自动计算,供操作者参考。

采样间隔    (S)   0.001 100    数据样点之间的时间间隔,当运行时间较长时,应将其设得大些。

电压量程    (V)   0.5/1/2/5/10    应覆盖充电、放电、闲置期间的电位变化。

 

电池恒流循环充放电

参数名称    单位    取值范围    简单描述

充电电流    安培(A) 00.5(RST5200)01.0(RST5201)02.0(RST5202)   充电,能使电池电动势增加。

充电时间    (S)   0 1000000    充电持续时间。

充后闲置时间    (S)   0 1000000    充电之后,断电等待时间。

充电限制电压    (V)   -10 + 10 当电池电压高于该值时,停止充电。该值不可大于所用量程。

充电电量    安时(AH)    >0 充电电流与充电时间的乘积。自动计算,供操作者参考。

放电电流    安培(A) 0-0.5(RST5200)0-1.0(RST5201)0-2.0(RST5202)    放电,能使电池电动势减少。

放电时间    (S)   0 1000000    放电持续时间。

放后闲置时间    (S)   0 1000000    放电之后,断电等待时间。

放电限制电位    (V)   -10 + 10 当电池电压低于该值时,停止放电。该值不可大于所用量程。

放电电量    安时(AH)    <0 放电电流与放电时间的乘积。自动计算,供操作者参考。

采样间隔    (S)   0.001 100    数据样点之间的时间间隔,当运行时间较长时,应将其设得大些。

电压量程    (V)   0.5/1/2/5/10    应覆盖充电、放电、闲置期间的电位变化。

循环次数    (N)   1 10000  每个循环包括四个阶段:充电、充后闲置、放电、放后闲置。

先充后放            运行顺序:充电、充后闲置、放电、放后闲置。

先放后充            运行顺序:放电、放后闲置、充电、充后闲置。

 

电池属性:

指被测量电池特有的性质。

对于充电过程,我们主要关心的属性有:电池容量、欠压门槛电压、恒压充电电压、涓流充电电压。

对于放电过程,我们主要关心的属性有:电池容量、放电终止电压。

 

电流容量比:

定义为流经电池的电流与电池容量的比例,单位为C。电池容量的单位为安培小时(AH)。

例如:电池容量为0.8AH

 

如果,电流容量比 = 1C,则流经电池的电流 = 0.8A

如果,电流容量比 = 0.2C,则流经电池的电流 = 0.16A

 

采用电流容量比的好处:

这是一种“归一法”认知,使得操作者容易记忆和比较。

对于同种电池(如锂离子电池),如果更换不同容量的电池,我们只需改变其电池属性中的电池容量,而已经定义好的各阶段的电流容量比无需更改。

 

分段充电:

电池充电电流的大小与电池电压息息相关,即电池电压表明了电池充电电流的可接受程度。

马斯曲线表明,充电开始时可采用恒流充电方法,之后充电电流应逐步减小,以电池内部没有不良现象(如气体过量析出、温度过高等)为度。

二段充电法包含:恒流充电阶段、恒压充电阶段。

三段充电法包含:恒流充电阶段、恒压充电阶段、涓流充电阶段。

分段充电,可使电池最大限度地接受外部给予的电量、消除记忆、充分发挥电池的最大容量、延长电池的寿命。

欠压激活(修复电池)阶段:

对于锂离子电池,电池久置不充或过放电后,其电压会低于2.5V,此时,只能采用小电流激活,不可用大电流,否则,将永久性地损害电池。

本方法在充电前,会检测电池电压,当电压小于欠压门槛电压时,将进入欠压激活阶段,修复电池。

恒流充电阶段

当电池电压在欠压门槛电压和恒压充电电压之间时,电池的可充电程度最大。

此时,可采用恒流充电方法,使电池快速地接受电量,同时不使电池温度过高。一般地,可采用0.5C1C的恒定电流容量比。

当电池电压达到恒压充电电压(也称转换电压)时,恒流充电阶段结束。该阶段可使电池容量充至40%70%

恒压充电阶段:

当电池电压达到恒压充电电压(电池允许的最高电压)时,必须减小充电电流,不可使电池电压超过恒压充电电压。

此时,可采用恒压充电方法,使电池最大程度地接受电量。同时,电池内部没有不良现象(如气体过量析出、温度过高等)出现。

在此阶段,充电电流是逐步减小的。

我们规定一个较小的电流,称为恒压充电终止电流。与其对应,存在一个:恒压充电终止电流容量比。

对于二段法,恒压充电终止电流容量比可设为:0.020.05

对于三段法,恒压充电终止电流容量比可设为:0.10.3

当充电电流减小到恒压充电终止电流时,恒压充电阶段结束。

涓流充电阶段:

这是三段法中的最后一个阶段,目的是在一个很安全的电池电压下,使电池充分地充满。

此时,充电电流很小,电池内部电压基本上等于电池端电压。

一般地,涓流充电电压比恒压充电电压略低。

涓流充电终止电流容量比可设为:0.020.05

如果去掉<允许涓流充电>的勾选,就没有涓流充电阶段,即成为二段法。

电池全容量分段充电

参数名称             单位      取值范围          简单描述

充电恒定电流容量比   C         01      C为电池容量,1C1倍于容量的电流。在欠压激活过程中不宜超过0.05。在恒流充电过程中不宜超过1。某些特殊设计的电池可以大于1。粗略地说,以1C充电,电池会在1小时后充满。

限制时间             S       0100000   对该充电阶段进行时间限制。超时,将结束该阶段,进入下一阶段。

充电电流              A       0~最大电流量程   改变充电电流容量比或电池容量,该值立即改变,便于操作者评估。

充电电量       AH(安时)     > 0         改变充电电流容量比、电池容量、限制时间,该值立即改变,便于操作者评估。

充电电压       V               0~电压量程  由电池属性中的电压决定。改变电池属性中的电压,各相关阶段中的充电电压值立即改变,便于操作者评估。

电池容量       AH(安时)     >0          根据被测电池的标称容量值,如实填写。一般的锂离子电池容量有:0.40.81.2等。

欠压门槛电压   V               >0         根据被测电池类型填写,锂离子电池可取2.5。电池久置不充或过放电后,其电压会低于2.5V,此时,只能采用小电流激活,不可用大电流,否则,将永久性地损害电池。本方法在充电前,会检测电池电压,当电压小于欠压门槛电压时,将进入欠压激活阶段,修复电池。

恒压充电电压   V               >0         也称转换电压,锂离子电池可取4.2。当电池电压小于该值时,处于恒流充电阶段;当电池电压等于该值时,处于恒压充电阶段。

恒压充电终止电流容量比C      >0        我们规定一个较小的电流,称为恒压充电终止电流。与其对应,存在一个:恒压充电终止电流容量比。对于二段法,恒压充电终止电流容量比可设为:0.020.05。对于三段法,恒压充电终止电流容量比可设为:0.10.3。当充电电流减小到恒压充电终止电流时,恒压充电阶段结束。

涓流充电电压  V                >0        在涓流充电阶段,所维持的电池电压。锂离子电池可取4.15

涓流充电终止电流容量比C       >0       涓流充电终止电流容量比可设为:0.020.05。当充电电流减小到涓流充电终止电流时,涓流充电阶段结束。

采样间隔     S                  0.11000   对于电池充电,该值可设为110。过小,数据量太大;过大,采样点太少。

电压量程     V                  0.510 根据电池属性设定,应涵盖电池属性中的最高电压。

分段放电:

电池放电电流的大小取决于电池特性,一般的电池放电电流容量比在1C左右。某些专用电池,如航模电池,其放电电流容量比可达30C

在放电过程中,电池电压不可低于电池的放电终止电压。

二段放电法包含:恒流放电阶段、恒压放电阶段。

分段放电,可使电池最大限度地将电量放出、消除记忆、充分发挥电池的最大容量、延长电池的寿命。

恒流放电阶段:

当电池电压在放电终止电压之上时,电池的可放电程度最大。

此时,可采用恒流放电方法,使电池最大程度地给外电路提供电量,同时不使电池温度过高。一般地,可采用0.5C1C的恒定电流容量比。

当电池电压降低至放电终止电压时,恒流放电阶段必须结束。

恒压放电阶段:

当电池电压降低至放电终止电压时,如要继续放电,必须减小放电电流,不可使电池电压低于放电终止电压。

此时,可采用恒压放电方法,使电池最大程度地放出电量。同时,电池内部没有不良现象(如气体过量析出、温度过高等)出现。

在此阶段,放电电流是逐步减小的。

我们规定一个较小的电流,称为恒压放电终止电流。与其对应,存在一个:恒压放电终止电流容量比。

当恒压充电终止电流容量比取0.020.05时,可使电池电量基本放完。

当放电电流减小到恒压放电终止电流时,恒压放电阶段结束。整个放电过程也将结束。

电池全容量分段放电

参数名称    单位      取值范围  简单描述

放电恒定电流容量比C     01       C为电池容量,1C1倍于容量的电流。在恒流放电过程中不宜超过1。某些特殊设计的电池可以大于1。粗略地说,以1C放电,电池会在1小时后放完。

限制时间     S        0100000     对该放电阶段进行时间限制。超时,将结束该阶段,进入下一阶段。

放电电流     A        0~最大电流量程   改变放电电流容量比或电池容量,该值立即改变,便于操作者评估。

放电电量    AH(安时   > 0          改变放电电流容量比、电池容量、限制时间,该值立即改变,便于操作者评估。

电池容量    AH(安时) >0           根据被测电池的标称容量值,如实填写。一般的锂离子电池容量有:0.40.81.2等。

放电终止电压V         >0           电池处于正常状态时的最低电压。电池放电,不可低于该电压,否则将损坏电池。

恒压放电终止电流容量比C>0           我们规定一个较小的电流,称为恒压放电终止电流。与其对应,存在一个:恒压放电终止电流容量比。当恒压充电终止电流容量比取0.020.05时,可使电池电量基本放完。当放电电流减小到恒压放电终止电流时,恒压放电阶段结束。

采样间隔    S       0.11000      对于电池放电,该值可设为110。过小,数据量太大;过大,采样点太少。

电压量程    V         0.510     根据电池属性设定,应涵盖电池属性中的最高电压。



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