炙云科普丨如何正確地進行動態交流阻抗的測試（三）—— 大電流

本期科普中，炙云科技將為您講解如何解決準確測量動態阻抗中電流不足這一難點

2024-05-15 16:37:31上海炙云新能源科技有限公司

動態阻抗你了解嗎?

Dynamic impedance

大家好

今天炙云科技將為您講解

如何解決準確測量動態阻抗中

電流不足這一難點

傳統的電化學工作站在電池研究領域中雖然扮演了重要的角色，但其功能與應用范圍確實存在一定的局限性。其中，最為顯著的一點便是其激勵電流相對較小。這意味著，在進行某些高精度的電化學性能測試時，可能會因為電流的不足而無法達到理想的測試效果。

一、激勵電流小

傳統的電化學工作站研究的電池類型主要為扣電池等一類容量較小的電池。其中，扣電池作為一種小型電池，其結構緊湊，便于攜帶，因此在許多便攜設備中得到了廣泛應用。

但在電池研究領域，扣電池主要用于材料體系電性能的初步驗證。由于其容量相對較小，內阻通常較大，因此在測試時一般采用電壓激勵的方法。這種方法能夠較為準確地反映電池在特定電壓下的性能表現，但對于深入研究電池的內部機制，尤其是在大電流充放電下的性能變化，就顯得力不從心。

如果要對主流的商用動力電池或者儲能電池做實驗的時候，就需要用電流激勵的方法。由于動力電池和儲能電池的特性，它們通常擁有巨大的容量和極小的內阻。這種特性使得在實驗中需要施加更大的激勵電流，以便更準確地測量電池的性能參數，如容量、能量密度、充放電效率等。

電壓激勵方法原理

然而，市面上大部分傳統的電化學工作站的電流輸出能力相對有限，通常最大電流只能達到2A左右。這對于那些需要高激勵電流的實驗來說，顯然是遠遠不夠的。為了解決這個問題，科研人員通常會選擇購買專門的電流放大器，用以提高電流輸出的能力。但是使用電流放大器也存在一些顯著的缺點，如：

占用空間大

電流放大器通常體積較大，需要占用較多的實驗室空間，對于空間有限的實驗室來說是一個不小的挑戰。

價格昂貴

電流放大器的價格往往較高，這對于經費有限的科研機構或個人研究者來說，可能會成為實驗進展的阻礙。

增加系統復雜性

引入電流放大器可能增加整個實驗系統的復雜性，可能導致實驗結果的不穩定或誤差增大。

維護和校準繁瑣

電流放大器需要定期維護和校準，這可能會增加研究者的工作量，并可能影響到實驗的連續性和準確性。

二、帶載電流小

傳統的電化學工作站一般帶載的電流較小，難以應對真實工況下的高電流需求。這種局限性在進行原位動態阻抗測試時表現得尤為突出。原位動態阻抗測試是評估電池性能的重要手段，它能夠實時測量電池在充放電過程中的阻抗變化，從而揭示電池內部的動態行為和性能衰減機理。然而，由于傳統電化學工作站的帶載電流限制，往往無法完成真實工況下的原位動態阻抗測試。

以50Ah的電池為例，若模擬0.5C充放電的工況，其帶載電流將達到25A。在進行循環測試時，由于電流的持續作用，電化學工作站往往會出現嚴重的發熱問題，導致設備無法正常工作，從而無法完成測試。這不僅影響了測試的準確性和可靠性，也限制了我們對電池性能深入研究的可能性。