電池在長期使用過程中會經(jīng)歷老化過程,如活性物質(zhì)損失、電解液分解等。這些老化機制會導(dǎo)致電池性能逐漸下降。動態(tài)EIS技術(shù)能夠研究電池在老化過程中的阻抗變化,揭示電池內(nèi)部電化學(xué)過程的變化規(guī)律。通過對比不同老化階段下電池的阻抗譜,可以深入理解電池老化的機制,為開發(fā)更長壽命的電池產(chǎn)品提供理論依據(jù)。動態(tài)EIS還可以用于電池故障診斷。在電池使用過程中,由于各種原因(如過充、過放、短路等)可能導(dǎo)致電池出現(xiàn)故障。這些故障往往伴隨著電池內(nèi)部阻抗的異常變化。通過動態(tài)EIS測量,可以及時發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)部阻抗的異常變化,從而判斷電池是否存在故障,并采取相應(yīng)的措施進行處理。這有助于提高電池系統(tǒng)的安全性和可靠性。動態(tài)EIS設(shè)備在儲能領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用,為儲能系統(tǒng)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。貴州動態(tài)eis報價表
SOC是電池荷電狀態(tài),也是電池電量使用狀態(tài)的體現(xiàn)。使用EIS擬合的阻抗曲線可以判斷電池內(nèi)部各阻抗的變化情況。同時,EIS也可以為電池使用SOC區(qū)間的選取提供依據(jù)。席安靜等對磷酸鐵鋰電池各阻抗隨SOC的變化規(guī)律進行了研究,重點研究了中頻阻抗。她發(fā)現(xiàn)在不同SOC時,歐姆阻抗保持不變,電荷轉(zhuǎn)移阻抗和擴散阻抗受SOC影響明顯。并驗證了串聯(lián)電容、雙電層電容和電荷轉(zhuǎn)移阻抗用于預(yù)測電池SOC的可行性。張文華等以容量為60Ah的C/LiFePO4電池為研究對象,以1.0C充放電倍率對4組不同循環(huán)次數(shù)的電池進行了全充全放實驗,研究結(jié)果與席安靜的研究相似。他們認為在不同SOC狀態(tài)下,歐姆阻抗基本不變。電荷傳遞阻抗和擴散阻抗呈先減小后穩(wěn)定再增大的趨勢,在SOC為0~25%和75%~100%區(qū)間明顯偏大,中間區(qū)間趨于平緩。他們認為這是低SOC和高SOC區(qū)間電極反應(yīng)很弱引起的。姜久春等測試了磷酸鐵鋰電池在不同SOC下的阻抗譜。相比較于張文華等的研究,姜久春等所獲得的阻抗譜曲線能高精度地區(qū)分電荷轉(zhuǎn)移阻抗和擴散阻抗,很好地印證了鋰離子濃度、電極材料電化學(xué)特性所引起的電極極化和濃差極化的變化。上海動態(tài)eis報價表動態(tài)EIS適用于多種電池測試場景,如電池研發(fā)與優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量控制、狀態(tài)評估與預(yù)測以及安全性能評估。
電化學(xué)阻抗譜(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy,簡稱EIS)是一種電化學(xué)測量技術(shù),它通過向電化學(xué)系統(tǒng)施加小振幅的正弦波電壓或電流信號,并測量由此產(chǎn)生的電流或電壓響應(yīng),從而評估系統(tǒng)的阻抗特性。這種技術(shù)提供了一種無損、非侵入性的方法來研究電化學(xué)系統(tǒng)的動力學(xué)、電荷傳遞、物質(zhì)傳遞和電極/電解質(zhì)界面的性質(zhì)。在EIS測試中,正弦波信號的頻率可以在一定的范圍內(nèi)連續(xù)變化,以便在頻率域中對系統(tǒng)的電化學(xué)行為進行研究。通過測量不同頻率下的阻抗,可以揭示系統(tǒng)的動態(tài)行為和頻率依賴性。EIS譜圖通常以頻率為橫軸,阻抗為縱軸繪制,呈現(xiàn)出阻抗隨頻率變化的趨勢。通過分析EIS譜圖,可以獲得有關(guān)電化學(xué)系統(tǒng)的許多重要信息。首先,可以通過測量阻抗譜的相位角來確定電極表面的電荷轉(zhuǎn)移電阻(Rct),這有助于了解電荷傳遞過程的效率。其次,可以通過分析阻抗譜的實部和虛部來計算系統(tǒng)的等效電路元件,例如電解質(zhì)溶液的電阻(Ret)、雙電層電容(Cdl)等。此外,還可以通過分析阻抗譜的形狀和頻率依賴性來了解擴散過程、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)以及電極表面的物理化學(xué)性質(zhì)。
電化學(xué)阻抗譜是在電化學(xué)電池處于平衡狀態(tài)下(開路狀態(tài))或者在某一穩(wěn)定的直流極化條件下,按照正弦規(guī)律施加小幅交流激勵信號,研究電化學(xué)的交流阻抗隨頻率的變化關(guān)系,稱之為頻率域阻抗分析方法。也可以固定頻率,測量電化學(xué)電池的交流阻抗隨時間的變化,稱之為時間域阻抗分析方法。鋰離子電池的基礎(chǔ)研究中更多的用頻率域阻抗分析方法。EIS由于記錄了電化學(xué)電池不同響應(yīng)頻率的阻抗,而一般測量覆蓋了寬的頻率范圍(μHz-MHz),因此可以分析反應(yīng)時間常數(shù)存在差異的不同的電極過程。2.1電極過程動力學(xué)信息的測量電化學(xué)阻抗譜在鋰離子電池電極過程動力學(xué)研究中的應(yīng)用非常多。一般認為,Li+在嵌入化合物電極中的脫出和嵌入過程包括以下幾個步驟,如圖1所示,①電子通過活性材料顆粒間的輸運、Li+在活性材料顆??障堕g電解液中的輸運;②Li+通過活性材料顆粒表面絕緣層(SEI)的擴散遷移;③電子/離子在導(dǎo)電結(jié)合處的電荷傳輸過程;④Li+在活性材料顆粒內(nèi)部的固體擴散過程;⑤Li+在活性材料中的累積和消耗以及由此導(dǎo)致活性材料顆粒晶體結(jié)構(gòu)的改變或新相的生成。動態(tài)EIS技術(shù)為鋰電池性能評估提供了更準確的手段,有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在問題。
動態(tài)EIS系統(tǒng)在純電動領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣,主要包括:電池性能評估和優(yōu)化:動態(tài)EIS系統(tǒng)可以用于評估純電動車輛電池的性能,包括電池的容量、能量密度、功率密度等。通過分析阻抗譜,可以深入了解電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)機制和電荷傳遞過程,為電池的優(yōu)化設(shè)計和改進提供依據(jù)。電池狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測:動態(tài)EIS系統(tǒng)可以實時監(jiān)測純電動車輛電池的狀態(tài),包括電池的荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)等。通過對阻抗譜的連續(xù)監(jiān)測和分析,可以及時發(fā)現(xiàn)電池性能的退化趨勢,預(yù)測電池的壽命和性能,為電池的維護和管理提供重要依據(jù)。電池故障診斷和預(yù)防:動態(tài)EIS系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電池的阻抗譜,及時發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)部的故障或隱患,例如電解質(zhì)損失、電極材料腐蝕等。這有助于預(yù)防潛在的電池故障,并指導(dǎo)維修人員進行及時的維護和保養(yǎng),提高純電動車輛的安全性和可靠性。電池管理系統(tǒng)(BMS):動態(tài)EIS系統(tǒng)可以集成到純電動車輛的電池管理系統(tǒng)中,實現(xiàn)對電池狀態(tài)的實時監(jiān)測和評估。通過實時監(jiān)測電池的阻抗譜,BMS可以預(yù)測電池的性能和壽命,同時優(yōu)化電池的充放電過程,提高電池的使用效率和安全性。炙云科技的動態(tài)EIS設(shè)備不僅提供了深入的電化學(xué)信息,還為電池的優(yōu)化設(shè)計和改進提供了有力支持。貴州動態(tài)eis報價表
炙云科技利用動態(tài)EIS技術(shù),快速測量電池的阻抗譜。貴州動態(tài)eis報價表
動態(tài)EIS(電化學(xué)阻抗譜)是一種非破壞性的電化學(xué)測試方法,用于研究電池系統(tǒng)的電化學(xué)性質(zhì)。它通過在電池上施加小振幅的正弦波電壓信號,并測量由此產(chǎn)生的電流響應(yīng),來評估電池的阻抗特性。這種技術(shù)可以用來研究電池的內(nèi)部反應(yīng)過程,例如電荷傳遞、物質(zhì)傳遞和電化學(xué)反應(yīng)機制等。動態(tài)EIS的主要優(yōu)勢在于其非破壞性、高精度和高靈敏度。它可以在不破壞電池的情況下,測量電池的內(nèi)部電化學(xué)性質(zhì),并且可以提供有關(guān)電池狀態(tài)、健康狀況和老化過程的詳細信息。通過分析EIS數(shù)據(jù),研究人員和工程師可以了解電池的內(nèi)部工作機制,優(yōu)化電池的設(shè)計和性能,提高電池的可靠性和安全性。貴州動態(tài)eis報價表