联系我们

用于电池研究的高电流脉冲

介绍

对于那些有兴趣确定电池特性的人,特别是通过将它们放电以查看其阻抗的变化,Gamry Instruments提供了参考™3000 Potentiostat加上我们的30k助推器。betway推荐这种仪器的组合对于在电池上运行压力测试,通过单独或重复施加快速,高电流脉冲。

betway推荐Gamry参考3000波波杆助推器

图。1参考™3000.(左)参考™30K助推器(右),具有测试和CAL细胞(绿色)。

作为细胞,我们使用了30k测试和Cal细胞。30K测试和CAL Cell印刷电路板被精心设计为:

  • 对细胞的测试和校准侧面的真正四端感测
  • 承载电流连接中的电感最小
  • 电流承载和传感电路之间的互感最小。

betway推荐Gamry Instruments使用电池的校准侧,以频率的频率达到电压测量阻抗光谱,其相位误差小于2°。

本应用笔记显示了我们自己研究的结果,进入了设备的特性。

实验

测试在参考3000上运行并参考30K助推器。在所betway推荐有测试中,Gamry参考30K测试和Cal Cell连接到助力器。电池连接使用系统提供的标准电缆:1米电流携带电缆和1.5米检测电缆。

大部分测试是在测试和Cal电池的校准侧完成的。该侧是一个200MΩ电阻,在对电极引线中有2.5个快速熔断熔丝。保险丝保护1W电阻免受电流过多引起的损坏。测量样品保险丝的电阻为34mΩ。快速电流脉冲大于2.5熔丝额定值如果脉冲足够短,则不会吹熔丝。

测试和CAL电池的测试侧是3MΩ的四端电阻。它不需要保险丝,因为它可以安全地通过30个电流。

在不同的CA(控制放大器)速度设置下进行许多测试。CA速度越快,实现了更好的时间分辨率,但在放大器中的稳定性成本上实现了更好的时间分辨率。

大多数数据都使用我们的签名记录Framework™软件。一些测试需要使用Tektronix 2024c数字示波器。

结果

2A脉冲200MΩCelt,使用Framework™软件

图2下面示出了持续200μs的电流步骤。通过参考30K助推器进行连接,参考3000的3个全尺寸范围。

图2电池电压上部迹线

图2。电池电压是上迹线,电池电流较低。颜色对应于不同的控制放大器速度(CA速度):
绿色是CA速度最快,红色是CA速度快,蓝色是CA速度规范。

从E Monitor BNC拍摄的200MΩ上的示波器数据

BNC电缆连接在参考3000后面板E监视器输出和示波器的输入之间。

图。图3示出了校准侧电阻器上的200μs的电压 - 与时间曲线,2个脉冲。该图以CA速度快速记录。

图3数据记录了M监控连接器

图3。通过E Monitor Connector记录的数据。

示波器屏幕截图(图4)显示了非常相似的波形。

图4记录到示波器的数据

图4。在与图5相同的条件下记录到示波器的数据。5。

参考3000升压电流脉冲200mΩ

这里(图5)Gamry仪器测betway推荐试了一系列电流脉冲。2 A的最小电流不需要30k助推器。较大的电流(4a至12a)包括增强剂。曲线没有显示出速率限制的证据。

图5来自电流范围的数据

图5.。来自一系列电流的数据。最低电流(2 A)使用了30k助推器;更高的电流(4-12a)添加了增强剂。

图。图6示出了CA速度对8个脉冲的影响。用CA速度记录蓝色曲线,用CA速度最快地记录红色曲线。红色曲线具有方块响应,但在上升沿和下降沿看到振铃。

图6使用CA速度的数据图6.。数据在8 A时,使用CA速度快(蓝色)和CA速度最快(红色)。

下一个曲线(图7)示出了CA速度最快的4a和8个脉冲。仍然没有超标率限制的证据。

图9使用CA最快的数据

图7.。数据使用CA速度最快,比较4 A(蓝色)和8 A(红色)的信号响应。

结果在3MΩ的单元上

将连接切换到测试和CAL细胞的测试侧。该侧是3MΩ,4W电阻。在30 A时,其功耗仅为2.7 W,因此它是安全的误解和振荡。

图。图8示出了该细胞上的脉冲。这种电流脉冲总是用参考3000施加。电压位于顶部迹线组上,电流在底部设置。跟踪颜色对应于CA速度:绿色最快,红色快,蓝色是常态。

图5测试侧的数据图8。关于测试和CAL细胞的测试侧的数据,从2个脉冲,CA速度(蓝色),快速(红色)和最快(绿色)。

略微指示最快的CA速度。

下图(图9)以不同的CA速度示出了测试侧电阻上的4个脉冲。跟踪放置和颜色与上面的曲线相同。

图9数据测试侧4A图9。测试和CAL细胞的测试侧的数据,从4个脉冲,CA速度(蓝色),快速(红色)和最快(绿色)。顶部:电压;底部:电流。

速度和快速的CA速度都在图9中示出了振铃。图10中的示波器捕获。图10示出了用于CA速度最快的E监测波形和4个脉冲。振铃在这里也可见。

FIG10示波器数据

图10。在测试和CAL细胞的测试侧的示波器数据,从4个脉冲,在CA速度最快。

50μs电流脉冲

图。图11示出了50μs2a和4的电流脉冲到测试和校准单元的200mΩ校准侧。绿色迹线是Ca速度最快的4个脉冲,红色迹线是4个具有CA速度快速的4个脉冲,并且蓝迹线是CA速度快速的2个脉冲。

FIG1 DATON校准侧

图11.。在测试和CAL细胞的校准侧的数据,从50μs脉冲,2a(蓝色),4个快速(红色)和4a最快(绿色)。顶部:电压;底部:电流。

在慢速下降沿恢复缓慢上升沿损失的电荷。

30个脉冲

betway推荐Gamry Instruments的设备甚至允许您使用30个电流脉冲,如图12所示。

图12 30A脉冲

图12.。30使用参考3000和30K助力器的脉冲。红色迹线是最新的;蓝色迹线是电压。

概括

betway推荐Gamry的参考资料3000和参考30K助推器可以准确且可靠地产生较短的电流脉冲,如较短的微秒。近似上升时间τ显示在下表中:

仪器 细胞 τ为最快 τfor快速 τ为norm.
参考3000. 200MΩ. τ<6μs振铃 τ≈10μs τ≈25μs
3MΩ. τ<6μs振铃 τ≈7μs τ≈23μs
30k Booster 200MΩ. τ<5μs振铃 τ≈7μs τ≈17μs
3MΩ. τ<2μs振铃 τ≈6μs τ≈22μs

至于哪种是最佳CA速度设置,Gamry Instruments建议用户在运行一组实验之前运betway推荐行初步测试,该初步测试测量典型小区上的上升时间。

当细胞电容性电容时,Galvanostats通常变得更稳定。在本申请说明中未测量此效果。

Baidu
map