動態(tài)EIS測試是一種無損的參數(shù)測定和有效的電池動力學行為測定方法,。它通過給電池系統(tǒng)施加頻率和小幅度的正弦波電壓信號,,系統(tǒng)會產生一個頻率為正弦波電流響應。激勵電壓與響應電流的比值變化即為電化學系統(tǒng)的阻抗譜,。EIS測試可以從很低的頻率(幾μHz)掃描到很高的頻率(幾MHz),,從而實現(xiàn)寬頻范圍的電化學界面反應研究,。這種測試方法可以獲取電池內部狀態(tài)和電化學行為信息,幫助分析燃料電池內部多域多尺度的復雜變化過程,。多應用于燃料電池結構設計優(yōu)化與材料選擇,、輸出特性和影響因素分析、故障在線診斷,、壽命預測,、燃料電池建模及內部狀態(tài)檢測等方面的研究。此外,,EIS測試也可以用于測量鋰電池系統(tǒng)中電化學反應的特性,,如電解液電導率、電極材料的電化學反應速率等,。通過分析阻抗譜圖,,可以獲得電池系統(tǒng)的電化學特性參數(shù),如電解液電導率,、電極材料的電化學反應速率等,。通過動態(tài)EIS技術,可以深入了解鋰電池的電荷傳遞過程,,為電池性能優(yōu)化提供指導,。天津動態(tài)eis生產廠家
電池動態(tài)EIS是一種測試方法,全稱為電化學阻抗譜(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy),。它可以通過施加不同頻率的微小交流電信號,,測量鋰電池系統(tǒng)中電化學反應的特性,如電解液電導率,、電極材料的電化學反應速率等,。當在鋰電池中施加一個微小的交流電信號時,該信號將在電解液和電極材料之間產生電化學反應,,導致電阻和電容發(fā)生變化,,從而導致電池內的阻抗值發(fā)生變化,。EIS測試通常會在一定范圍內施加多個不同頻率的電信號,并測量每個頻率下的阻抗值,。通過這些測量數(shù)據,,可以構建一個稱為“阻抗譜”的圖表,顯示電化學反應的特性,。阻抗譜圖通常包括一個實部和虛部的坐標軸,,其中實部表示電阻值,虛部表示電容值,。通過分析阻抗譜圖,,可以獲得電池系統(tǒng)的電化學特性參數(shù),如電解液電導率,、電極材料的電化學反應速率等,。重慶動態(tài)eis費用是多少動態(tài)EIS設備的便攜式設計使得測試過程更加方便和靈活,可以適用于各種不同的測試場景和應用需求,。
在電池老化壽命研究方面,,徐鑫珉等采用循環(huán)充放電方式對磷酸鐵鋰電池樣本進行了老化實驗和電化學阻抗譜測試。他們提出了基于交流阻抗的SOH計算公式,,并驗證了電流擾動激勵測試電池交流阻抗的可行性,。依據所獲得的阻抗數(shù)據,發(fā)現(xiàn)低頻阻抗與SOH呈現(xiàn)單調遞增的規(guī)律,。使用線性擬合方式獲得了電池老化曲線,,這為使用阻抗數(shù)據計算SOH,預測電池使用壽命提拱了算法支持和理論依據,。等效電路模型對于阻抗定量的分析具有積極作用,。謝媛媛等將模型預測的阻抗與實驗獲得的阻抗結合到一起分析,既驗證了模型的有效性,,又可以充分利用模型和實驗在區(qū)分阻抗成份上各自具有的優(yōu)勢,。實驗條件為充電倍率0.5C,溫度25℃,。循環(huán)次數(shù)增加,,歐姆阻抗變化不明顯,電荷傳遞阻抗明顯增加,,擴散阻抗減小,,總體阻抗呈增大的趨勢??梢灶A測,,隨著循環(huán)次數(shù)增加,阻抗譜很難區(qū)分各頻率成分的影響,,使用等效模型計算各阻抗參數(shù)將變得更加有效,。
SOH是電池健康狀態(tài)的反映,,是電池老化狀態(tài)的判斷指標。電池經過一定次數(shù)的充放電循環(huán)后,,電池的衰退明顯加劇,,主要表現(xiàn)在放電電壓和放電容量的降低,這會對電池的使用性能產生挑戰(zhàn),。張文華等探究了磷酸鐵鋰電池老化狀態(tài)與電池阻抗的關系,,詳細分析各阻抗成分隨循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)800次以上的循環(huán)周期對電荷傳遞阻抗影響很大,,對歐姆阻抗和擴散阻抗的影響微乎其微。他們認為SOH在95%~100%之間,,歐姆阻抗,、電荷轉移阻抗和擴散阻抗基本保持穩(wěn)定,電池處于充放電穩(wěn)定狀態(tài),。SOH降低到90%以下,,電荷轉移阻抗和擴散阻抗明顯增大,電解液與電極的界面結構逐漸發(fā)生破壞,,阻抗譜中低頻區(qū)域出現(xiàn)了一段新的圓弧,,究其原因可能是電池負極材料受到破壞,嵌鋰反應變慢,。他們的研究顯示出交流阻抗與電池劣化程度的相關性,,可以用來篩選出老化的電池,有利于鋰離子電池的梯次利用,?;陔娀瘜W阻抗譜,張彩萍等對電池老化特征進行了分析,,提出了梯次利用鋰離子電池從而延長壽命的方式,。將新舊電池的阻抗譜曲線進行對比,發(fā)現(xiàn)使用后的電池性能衰退主要是電化學極化阻抗和濃差極化阻抗增大引起的,,并且提出了控制充放電倍率來控制極化程度的方法,。動態(tài)EIS技術為電池管理系統(tǒng)的智能化和自動化提供了有力支持。
在EIS測試設置時,,通常有兩種選擇GEIS(電流激勵EIS)和PEIS(電壓激勵EIS),,GEIS是輸入電流信號,輸出電壓信號,,PEIS是輸入電壓信號,,輸出電流信號,那么什么時候選擇哪一種,?有什么依據嗎,?選擇PEIS的場景:未知的電化學體系,,5-20mV的電壓幅度選擇GEIS的場景:低阻抗體系和狀態(tài)改變的體系,小于10%容量的電流幅度例如阻抗只有幾mΩ的電芯,,施加一個小的電壓擾動的話,,根據歐姆定律U=IR,會產生很大的電流值,,這樣就可能破壞電芯的穩(wěn)定狀態(tài),,如果施加一個合適的電流擾動,那么得到的電壓值也會比較小,,電芯的穩(wěn)定狀態(tài)就不會被破壞掉,。在一個狀態(tài)改變的體系中,例如自發(fā)形成的腐蝕或者正在充放電中的電芯,,OCV電壓發(fā)生改變,,我們可以觀察EvsI的斜率,斜率指的是需要的阻抗,,下圖a)中,,PEIS中的重點可認為穩(wěn)定電壓,起始是藍線,,t=0,,黑點是施加的處斜率指阻抗,當t=tmax,,曲線向左移動,,此時觀察的點為Et=0與黃線相交點,可發(fā)現(xiàn)該點的斜率明顯與t=0時的黑點不相同,,而在b)中,,GEIS保證電流時穩(wěn)定的,均在0附近,,那么曲線移動后,,并未改變觀察點的位置,所以斜率不變,,故此時GEIS要比PEIS效果要好很多,。炙云科技的動態(tài)EIS技術為電池行業(yè)提供高效、準確的檢測方案,。山東動態(tài)eis批發(fā)廠家
利用動態(tài)EIS檢測設備,,可以實時監(jiān)測鋰電池的健康狀態(tài),保障電池安全使用,。天津動態(tài)eis生產廠家
電化學交流阻抗(EIS)作為非破壞性和非植入性的方法,,可以監(jiān)測電池內阻,雙電層電容和擴散等,。EIS被稱為“無傳感器”的技術,,因為不需要額外的硬件,。EIS另外一個優(yōu)勢是可以避免使用表面溫度傳感器的溫度延遲現(xiàn)象。電池阻抗的頻率與電池的內部溫度存在固有的相關性,,但這個相關性會受到電池的荷電態(tài)(SoC)和健康狀態(tài)(SoH)影響,。Srinivasan 和 Schmidt等人已經證實特定頻率和電池內部溫度的相關性。Srinivasan展示了 LiCoO2 在40 和100 Hz范圍內與溫度變化高度敏感,,并且和 SoC和SoH 相關度很大,。天津動態(tài)eis生產廠家