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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。动态EIS检测设备广泛应用于新能源领域,为电池技术的发展提供了有力支持。天津动态eis报价表
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。江苏动态eis产品介绍动态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。
动态EIS中的频率域阻抗分析方法,主要关注的是在电化学系统(如电池)中,交流阻抗随频率的变化关系。这种方法在电池研究中尤为重要,因为它能够揭示电池内部不同电化学过程的频率响应特性。动态EIS通过在电化学系统(如电池)上施加一个小幅度的正弦波交流信号(通常是电位或电流信号),并测量系统产生的相应响应信号(电流或电位信号),从而得到系统的阻抗随频率的变化关系。这种关系被称为电化学阻抗谱(EIS),它反映了电化学系统在不同频率下的阻抗特性。动态EIS作为一种电化学测试技术,其主要在于通过施加小幅度的正弦波交流信号到电化学系统(如电池)上,并测量系统在不同频率下的响应,从而得到系统的阻抗随频率的变化关系。在动态EIS测试中,通过电化学工作站等测试设备向电化学系统施加小幅度的正弦波交流信号,并测量系统产生的相应响应信号(电流或电位信号)。利用测量得到的响应信号和施加的交流信号,可以计算出电化学系统在不同频率下的阻抗值。这些阻抗值包含了丰富的电化学信息,如电荷转移电阻、扩散系数等。
动态EIS系统在纯电领域的应用还包括以下几个方面:电池安全性研究:通过监测和分析阻抗谱的变化,动态EIS系统可以帮助研究电池在异常条件下的安全性,例如过充、过放、高温等条件下的电池阻抗变化。这有助于了解电池的安全性能,预防潜在的安全隐患。电池老化研究:通过长期监测电池阻抗谱的变化,动态EIS系统可以深入了解电池老化对内部电化学性质的影响,揭示电池的老化机制。这有助于制定有效的老化管理策略,提高电池的可靠性和安全性。储能系统优化:在纯电领域,储能系统是关键的组成部分。动态EIS系统可以用于评估储能系统的性能和效率,包括储能电池的容量、能量密度、功率密度等。通过优化储能系统的设计和配置,可以提高纯电系统的运行效率和稳定性。新型储能材料研究:动态EIS系统可以用于研究新型储能材料的电化学性质和性能。通过测量不同储能材料下的阻抗谱,可以评估材料的电化学性能和电荷传递过程,推动新型储能材料的研究和发展。充电策略优化:动态EIS系统可以用于优化纯电车辆的充电策略。通过实时监测电池的阻抗谱,可以了解电池的充电状态和性能,从而制定更加合理的充电计划和控制策略,提高电池的使用寿命和充电效率。动态EIS可与多种电池管理系统和测试平台集成,方便用户进行电池测试和管理。
动态EIS系统在电池领域的应用非常广,除了上述提到的电池性能评估、状态监测、老化研究、电池管理系统和新型电池材料研究外,还有以下几个方面:电池故障诊断:动态EIS系统可以用于检测电池内部的故障,如电解质损失、电极材料腐蚀等。通过分析阻抗谱的特征,可以确定故障类型和位置,从而指导电池的维修和保养。电池安全性能研究:动态EIS系统可以用于研究电池的安全性能,例如过充、过放、高温等条件下电池的阻抗变化。通过分析这些条件下的阻抗谱,可以深入了解电池的安全性能,为电池的设计和改进提供依据。电池循环寿命评估:通过监测电池在循环充放电过程中的阻抗谱变化,可以评估电池的循环寿命。阻抗谱的变化趋势可以反映电池性能的退化程度,从而预测电池的寿命和性能衰减程度。电解液优化:动态EIS系统可以用于研究电解液对电池性能的影响。通过测量不同电解液配方下的阻抗谱,可以评估电解液的电化学性质和传输特性,从而优化电解液的组成和性能。电池热管理:动态EIS系统可以用于研究电池的热性能,例如温度对电池阻抗的影响。通过测量不同温度下的阻抗谱,可以了解电池的热稳定性和热传导性能,为电池的热管理提供重要信息。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。青海动态eis哪里好
动态EIS技术用于评估二手锂电池的性能。天津动态eis报价表
SOH是电池健康状态的反映,是电池老化状态的判断指标。电池经过一定次数的充放电循环后,电池的衰退明显加剧,主要表现在放电电压和放电容量的降低,这会对电池的使用性能产生挑战。张文华等探究了磷酸铁锂电池老化状态与电池阻抗的关系,详细分析各阻抗成分随循环次数的变化规律。发现800次以上的循环周期对电荷传递阻抗影响很大,对欧姆阻抗和扩散阻抗的影响微乎其微。他们认为SOH在95%~100%之间,欧姆阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗基本保持稳定,电池处于充放电稳定状态。SOH降低到90%以下,电荷转移阻抗和扩散阻抗明显增大,电解液与电极的界面结构逐渐发生破坏,阻抗谱中低频区域出现了一段新的圆弧,究其原因可能是电池负极材料受到破坏,嵌锂反应变慢。他们的研究显示出交流阻抗与电池劣化程度的相关性,可以用来筛选出老化的电池,有利于锂离子电池的梯次利用。基于电化学阻抗谱,张彩萍等对电池老化特征进行了分析,提出了梯次利用锂离子电池从而延长寿命的方式。将新旧电池的阻抗谱曲线进行对比,发现使用后的电池性能衰退主要是电化学极化阻抗和浓差极化阻抗增大引起的,并且提出了控制充放电倍率来控制极化程度的方法。天津动态eis报价表
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