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TSP-2000-BAT，電池綜合特性分析軟件 高精度電池庫倫效率測試方案 系統背景 在電池材料研發過程中，成本、能量密度和壽命是最受關注的問題。在材料科學家的不斷努力下，電池行業正在逐漸克服這些問題，使電池的使用成本逐年下降。在2017 年的國際電池研討會中，來自加拿大 Dalhousie University 的 Jeff Dahn 介 紹 了 改 進 化 學 材 料 后 的NMC（鎳錳鈷三元材料）鋰離子電池所帶來的超長電池壽命，這一技術已被特斯拉使用在電池生產中。 我們無法完全消除電池老化，但更長的電池壽命意味著更緩慢的電池衰減，電動車用戶可以降低更換電池的頻率，使電動車的使用成本大幅度降低。但傳統方法評估電池壽命，需要高達上千次的重復充放電，以及長達幾個月的漫長等待時間。 為了更快速的了解電池壽命，Jeff Dahn提出了高精度庫倫效率（CE, Couloumbic Efficiency）測試方法。它指的是電池放電容量與同循環過程中充電容量之比（CE= Discharge capacity/ Charge capacity）。因為在每一次電池充放電過程中，都會有一部分鋰離子的損耗，因此電池容量會隨著充放電過程逐漸減小，也就是我們經常說到的電池老化。科學家在測試過程中發現，經過若干次充放電后，電池的 CE 值趨近于一個常數。這個數值越接近 1，說明電池在充放電過程中的衰減越小，壽命也就越長。 使用這一方法，可以取代傳統充放電機上進行的壽命測試，在短時間內就可以根據 CE 值得大小，判斷電池材料或者添加劑性能的好壞，并預測電池長期壽命。越來越多的電池研發機構和企業開始熟悉并采用這一方法，用于改進電池材料配方，加速電池材料和添加劑篩選和優化。 為了精確測量電池庫倫效率，Jeff Dahn 教授開發的全球第一套高精度庫倫效率測試系統中，大量使用了吉時利公司的源表和高精度測試設備，用于精確計算充、放電量。 在電池庫倫效率測試中使用源表，其先天優勢是僅需一臺設備即可完成充、放電測試和電量測試，極大的簡化了測試系統。而源表還有非常高的測量精度，可以達到 nA 甚至 pA 級，一臺儀表就可以完成全部的輸出和測量功能。 技術特點 ● 高精度庫倫效率測試，高達萬分之一的測量精度 ● 廣泛的輸出和測量范圍，從微安到安培級輸出 電流，可以滿足從紐扣電池，到圓柱電池，再到軟包電池的測試需求 ● 良好的控溫精度，為電池提供穩定的溫度環境，波動度小于 0.1 度，適用于高校實驗室，企業研發部門和品質測試部門 ● 自動化測試軟件，支持多通道并行測量，提高測試效率，圖形化顯示測試結果 ● 使用四線法連接源表和電池，可以消除導線 電阻的影響，使測量數值更加準確 測試功能 ● 常規電池充放電功能，測量并記錄充放電曲線 ● 用戶可以根據需要設置充放電范圍，充放電截止條件，采樣頻率，以及循環次數 ● 高精度庫倫效率測試，記錄并顯示每個循環周期的電池庫倫效率變化 系統結構 ● 測試系統由源表，數據采集器和恒溫環境槽組成，可以根據需要同時測量的電池數量，添加或刪減源表數量。 ● 吉時利 2450/2460/2461 源表 ● DAQ6510 溫度和數據采集器 ● 恒溫環境箱 ● 上位機軟件 系統連接示意圖
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發表于 2022-5-16 10:35:01
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