电池作为现代社会中不可或缺的储能设备,已经成为了支撑新能源发展的关键技术之一。在近40年的时间里,随着人们对新能源的不断探索和研究,电池技术也在持续发展和优化。为了更好地利用电化学能量、提高电池产品性能,对电池的生产和测试技术要求也越来越高。电化学阻抗谱(EIS)是测量电池的技术手段之一,通过使用多种正弦交流信号激励扰动电池电极,并采样分析其响应信号,能够获取电池的电化学特征信息。这种测试方法具有无损、非破坏性和高精度等优点,因此被广泛应用于电池生产和研发过程中。通过EIS测试,可以深入了解电池的电化学反应机制、电荷传输过程和扩散行为等信息。这些信息对于优化电池设计和生产过程、提高电池性能和稳定性具有重要意义。例如,通过EIS测试可以评估电池的容量、内阻、自放电率等关键性能参数,以及研究电池在不同温度、电流密度和老化条件下的性能表现。随着新能源产业的不断发展,对电池性能的要求也越来越高。未来,EIS测试将在电池研究和生产中发挥更加重要的作用。通过进一步优化EIS测试技术,提高测试精度和效率,可以更好地满足人们对高性能、高稳定性电池的需求,推动新能源产业的可持续发展。通过动态EIS技术,可以深入了解锂电池的电荷传递过程,为电池性能优化提供指导。辽宁动态eis均价
SOC是电池荷电状态,也是电池电量使用状态的体现。使用EIS拟合的阻抗曲线可以判断电池内部各阻抗的变化情况。同时,EIS也可以为电池使用SOC区间的选取提供依据。席安静等对磷酸铁锂电池各阻抗随SOC的变化规律进行了研究,重点研究了中频阻抗。她发现在不同SOC时,欧姆阻抗保持不变,电荷转移阻抗和扩散阻抗受SOC影响明显。并验证了串联电容、双电层电容和电荷转移阻抗用于预测电池SOC的可行性。张文华等以容量为60Ah的C/LiFePO4电池为研究对象,以1.0C充放电倍率对4组不同循环次数的电池进行了全充全放实验,研究结果与席安静的研究相似。他们认为在不同SOC状态下,欧姆阻抗基本不变。电荷传递阻抗和扩散阻抗呈先减小后稳定再增大的趋势,在SOC为0~25%和75%~100%区间明显偏大,中间区间趋于平缓。他们认为这是低SOC和高SOC区间电极反应很弱引起的。姜久春等测试了磷酸铁锂电池在不同SOC下的阻抗谱。相比较于张文华等的研究,姜久春等所获得的阻抗谱曲线能高精度地区分电荷转移阻抗和扩散阻抗,很好地印证了锂离子浓度、电极材料电化学特性所引起的电极极化和浓差极化的变化。四川动态eis定做价格动态EIS技术有助于实现锂电池的智能化管理,为电池系统的稳定运行提供支持。
电化学阻抗谱是一种重要的电化学测试技术,较多地应用在锂电池的状态监测中,也可以用在锂离子电池的正、负极材料的研究中。我国对锂电池的使用环境、外观、技术指标以及绝缘等方面提出了一系列的要求,同时,也对充放电特性做出了特殊规定。由于锂离子电池具有能量比高、自放电小、可长时间存放、资源丰富、材料成本低等特点,因此,它已经成为便携式电子产品的理想电源。但是,由于锂电池其自身的缺点,如:锂电池安全性差,有发生爆燃危险;锂电池需要保护线路,不能大电流放电,也不能过充过放电。基于以上这些优缺点,锂电池的检测越来越受到重视。
动态EIS测试是一种无损的参数测定和有效的电池动力学行为测定方法。它通过给电池系统施加频率和小幅度的正弦波电压信号,系统会产生一个频率为正弦波电流响应。激励电压与响应电流的比值变化即为电化学系统的阻抗谱。EIS测试可以从很低的频率(几μHz)扫描到很高的频率(几MHz),从而实现宽频范围的电化学界面反应研究。这种测试方法可以获取电池内部状态和电化学行为信息,帮助分析燃料电池内部多域多尺度的复杂变化过程。多应用于燃料电池结构设计优化与材料选择、输出特性和影响因素分析、故障在线诊断、寿命预测、燃料电池建模及内部状态检测等方面的研究。此外,EIS测试也可以用于测量锂电池系统中电化学反应的特性,如电解液电导率、电极材料的电化学反应速率等。通过分析阻抗谱图,可以获得电池系统的电化学特性参数,如电解液电导率、电极材料的电化学反应速率等。在锂电池梯次利用中,动态EIS是评估电池再利用价值的重要工具。
电化学阻抗谱是在电化学电池处于平衡状态下(开路状态)或者在某一稳定的直流极化条件下,按照正弦规律施加小幅交流激励信号,研究电化学的交流阻抗随频率的变化关系,称之为频率域阻抗分析方法。也可以固定频率,测量电化学电池的交流阻抗随时间的变化,称之为时间域阻抗分析方法。锂离子电池的基础研究中更多的用频率域阻抗分析方法。EIS由于记录了电化学电池不同响应频率的阻抗,而一般测量覆盖了宽的频率范围(μHz-MHz),因此可以分析反应时间常数存在差异的不同的电极过程。2.1电极过程动力学信息的测量电化学阻抗谱在锂离子电池电极过程动力学研究中的应用非常多。一般认为,Li+在嵌入化合物电极中的脱出和嵌入过程包括以下几个步骤,如图1所示,①电子通过活性材料颗粒间的输运、Li+在活性材料颗粒空隙间电解液中的输运;②Li+通过活性材料颗粒表面绝缘层(SEI)的扩散迁移;③电子/离子在导电结合处的电荷传输过程;④Li+在活性材料颗粒内部的固体扩散过程;⑤Li+在活性材料中的累积和消耗以及由此导致活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成。炙云科技推出基于动态EIS技术的电池状态评估系统。浙江动态eis定做价格
动态EIS广泛应用于锂离子电池、钠离子电池、燃料电池和腐蚀防护等领域,是一种常用的电化学检测手段。辽宁动态eis均价
在电池老化寿命研究方面,徐鑫珉等采用循环充放电方式对磷酸铁锂电池样本进行了老化实验和电化学阻抗谱测试。他们提出了基于交流阻抗的SOH计算公式,并验证了电流扰动激励测试电池交流阻抗的可行性。依据所获得的阻抗数据,发现低频阻抗与SOH呈现单调递增的规律。使用线性拟合方式获得了电池老化曲线,这为使用阻抗数据计算SOH,预测电池使用寿命提拱了算法支持和理论依据。等效电路模型对于阻抗定量的分析具有积极作用。谢媛媛等将模型预测的阻抗与实验获得的阻抗结合到一起分析,既验证了模型的有效性,又可以充分利用模型和实验在区分阻抗成份上各自具有的优势。实验条件为充电倍率0.5C,温度25℃。循环次数增加,欧姆阻抗变化不明显,电荷传递阻抗明显增加,扩散阻抗减小,总体阻抗呈增大的趋势。可以预测,随着循环次数增加,阻抗谱很难区分各频率成分的影响,使用等效模型计算各阻抗参数将变得更加有效。辽宁动态eis均价