【摘要】 恒电流充放电法，又称计时电势法。一种研究材料电化学性能中非常重要的方法之一。在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，研究电位随时间的函数变化的规律。它的基本工作原理是:在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，进而研究电极的充放电性能，计算其实际的比容量。在恒流条件下的充放电实验过程中，控制电流的电化学响应信号，当施加电流的控制信号，电位为测量的响应信号，主要研究电位随时间的函数变化的规律。

二. 恒电流充放电曲线(CCD)

 

【原理简介】

 

恒电流充放电法，又称计时电势法。一种研究材料电化学性能中非常重要的方法之一。在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，研究电位随时间的函数变化的规律。它的基本工作原理是:在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，进而研究电极的充放电性能，计算其实际的比容量。在恒流条件下的充放电实验过程中，控制电流的电化学响应信号，当施加电流的控制信号，电位为测量的响应信号，主要研究电位随时间的函数变化的规律。

 

恒流充放电测试可以确定电极材料的充放电曲线、比容量的高低、倍率特性、循环性能等参数。通常采用先恒流充电，然后恒压充电，隔了一段时间后恒流放电。充电时按电池的比容量大小及放电倍率设定充电电流，进行恒电流充电，至设定电压后，用测试系统自动跳入恒压充电。恒压充电一定时间后静置，接着恒流放电至设定的安全电压，恒流放电设置与恒流充电类似。最好测试时处于温度相对恒定的环境，循环多次充放电以求稳定数据。

 

图3显示的是纽扣电池典型的充电(绿色)和放电(蓝色)。将电压(深色)和电流(浅色)对时间作图。电池在电流40mA，电压在2.75V到4.2V之间进行充放电。

 

如图3:

图三

 

【实验原理】

 

在充电过程中电压稳定增长。在这个过程中，锂离子从阴极抽离然后插入阳极石墨层间。电池恒电位在达到电压上限之后保持在4.2V。这个过程一直持续到电流达到0.4mA对应电池容量倍率为0.01。这能保证电池完全被充满。电池充电状态(SOC)是100%。电压在放电过程初期迅速下降。根据欧姆定律，电压下降值∆U(同样也被称为“IR降”)和等效串联电阻(ESR)是直接成比例关系的，如方程1所示：∆U=I∙ESR

 

I是施加电流。ESR囊括了电极，电解质以及电子接触电阻。电压U下降越低，从电池中获取的输出能量E越大，如方程2所示，E=(U0 - ∆U)∙It 。 Uo为电池实际电压，t分别为充放电的时间。 当电压急剧下降时电池可用容量达到极限。放电过程在电压达到2.75V时停止。在这个电位下，SOC被定义为0%。放电深度(DOD)为100%。

科学指南针是杭州研趣信息技术有限公司推出的主品牌，专注科研服务，以分析测试为核心。团队核心成员全部来自美国密歇根大学，卡耐基梅隆大学，瑞典皇家工学院，浙江大学，上海交通大学，同济大学等海内外名校，为您对接测试的项目经理100%具有硕士以上学历。我们整合高校/社会闲置仪器设备资源，甄选优质仪器，为广大科研工作者提供方便、快速、更具性价比的分析测试服务。