電池基礎(chǔ)測(cè)試分析
一般而言對(duì)于待分析的鋰離子電池,或者其他待測(cè)體系,電化學(xué)方面的研究人員都會(huì)做基礎(chǔ)的電化學(xué)測(cè)試,以進(jìn)一步確認(rèn)和判斷該電池或者該體系出現(xiàn)的問(wèn)題;
以電池為例,當(dāng)拿到一只電池后:
1)我們要確認(rèn)電池是否完好無(wú)損,包括是否發(fā)鼓,是否漏液,是否表明有腐蝕現(xiàn)象等等,通過(guò)表面現(xiàn)象初步判斷電池的現(xiàn)狀和可能遭受的經(jīng)歷;
電池發(fā)鼓,是否經(jīng)歷高溫?還是常溫下循環(huán)后產(chǎn)生發(fā)鼓現(xiàn)象,這意味著本質(zhì)的不同,或者是可經(jīng)受的衰減,或者就是體系搭配出現(xiàn)問(wèn)題了;
電池漏液,電池在哪一步驟漏液,是殼體不密,還是沖開(kāi)防爆閥或者注液孔?軟包熱封不嚴(yán),溫度不夠?判斷是工藝還是操作的問(wèn)題;
表面腐蝕,是電解液的腐蝕?能否確認(rèn)來(lái)自分容前后,或者經(jīng)歷嚴(yán)酷環(huán)境?
2)電池的容量確認(rèn)。一般需要對(duì)電池座幾次循環(huán)確認(rèn)電池的容量,1C或者0.5C常規(guī)容量;
但需要事先確認(rèn)電池的問(wèn)題,以便避免失誤;如果是自放電問(wèn)題,就不能貿(mào)貿(mào)然充放電,否組數(shù)據(jù)庫(kù)就沒(méi)有了;
如果需要測(cè)試剩余容量,就需要先放電,再循環(huán),以便保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度;
此外,常規(guī)容量之后,還需要對(duì)電池進(jìn)行小電流充放電,目的是排除極化阻抗的影響,一般是0.1C或者更小;此時(shí),電流足夠小,極化足夠小,暫時(shí)可以不予考慮,完整的展現(xiàn)出電池本身的容量及中壓,循環(huán)曲線等等基礎(chǔ)信息;
再往細(xì)處,如果條件允許,外界電壓數(shù)據(jù)采集器,精確測(cè)量電池的電壓-容量曲線,經(jīng)過(guò)微分處理,可以進(jìn)一步展現(xiàn)電池的內(nèi)在狀態(tài),通過(guò)峰型峰位置的變化,判斷電池的劣化程度和類(lèi)型;
3)三電極的選擇。一般而言,電化學(xué)測(cè)試都會(huì)考慮三電極的方法,對(duì)電池研究也一樣;
通過(guò)三電極的處置,可以清洗的分辨正負(fù)極的電極電位,查看判斷究竟是哪一方出現(xiàn)問(wèn)題,電勢(shì)偏離;
此處,需要考慮的是參比電極,一般是鋰金屬電極,需要放置到正負(fù)極之間,而不僅僅是電池內(nèi)部;
制作三電極要保證盡可能不影響電池本身的狀態(tài),避免短路,接觸影響;
4)EIS阻抗的測(cè)試。對(duì)電化學(xué)來(lái)說(shuō),阻抗就是電化學(xué)的標(biāo)志,EIS是否拿手,擬合是否熟練,就表示電化學(xué)是否玩轉(zhuǎn);
根據(jù)能量守恒,凡事都會(huì)消耗能量,而阻抗就是精確測(cè)量這某一部分能量如何被消耗的;或者說(shuō)唄阻擋,阻礙的;
簡(jiǎn)單的電池阻抗圖譜,Nyqist圖,bode-頻率圖,可以直觀的判斷電池的反應(yīng),經(jīng)歷的幾個(gè)界面,各自的阻抗大小,后續(xù)的擴(kuò)散部分如何;
通常來(lái)講,阻抗圖是對(duì)比著看,也就是那一個(gè)已知的,一個(gè)未知的,相互對(duì)照著看,才能更加直觀的看出孰優(yōu)孰劣,優(yōu)勢(shì)在何處,劣勢(shì)在何處;
以后的改進(jìn)方向在何方,或者問(wèn)題點(diǎn)可能出現(xiàn)的位置在哪里;
而三電極+EIS阻抗,則會(huì)提供更加豐富的信息,更可以把電池的阻抗具體分為正負(fù)極各自的阻抗,更加清晰的描繪出電池內(nèi)部阻抗的分布情況;在不暴力性破壞電池的情況下,給出的電池的具體信息;
暫時(shí)想到這兒..
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