电化学工作站测试超级电容器

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1、用RST5200E电化学工作站测试超级电容器郑州世瑞思仪器科技有限公司RST5200E电化学工作站提供了许多适合于超级电容器研究的电化学测试方法，如：“恒流限压快速循环充放电”、“微分电容-频率”、“线性扫描循环伏安法“交流阻抗谱”等，可对超级电容器进行深入的研究。以前，人们大多用“电池循环充放电仪”对超级电容器进行充放电研究。随着超级电容器应用领域的不断扩展，特别是对快速充放电要求的提高，使得用电池测试仪器研究超级电容器显得力不从心。对超级电容器实施快速循环充放电，需要设立一个限压换流模块，属于反馈控制。就是当采集单元检测到超级电容器两端的电压超越限

2、定值后，立即通知驱动单元改变电流方向。限压换流的过程必须快速，否则就控制不住了。在RST5200E电化学工作站中，限压换流功能由硬件实现，从而确保该反馈控制过程小于1mS。下表列出了一些电化学测试仪器的指标：仪器循环充放电功能循环次数限压换流时间最小充放电周期普通电化学工作站无---普通电池循环充放电仪有1000次1S100S高档电池循环充放电仪有1000次0.1S10S超级电容器循环充放电仪有10000次0.01S1SRST5200E电化学工作站有（快速）10000次0.001S0.1S可见，电化学仪器的硬件结构决定了是否能对超级电容器进行精密测试。

3、下面对RST5200E电化学工作站中的“恒流限压快速循环充放电”方法进行简单介绍。1.超级电容器的连接工作电极引线夹（绿蓝）接超级电容器正极。参比电极引线夹（白黄）接超级电容器负极；辅助电极引线夹（红）接超级电容器负极。运行中，请勿断开超级电容器。2.软件功能2.1界面布局左上部为文本框，用于显示运行参数和测量数据。左下部为操作面板，用于接受操作者的选择。右边为图形框，用于显示被选中的循环，这些循环属于该曲线的一部分。2.2定位显示本方法将测量获得的曲线以充放电循环作为单元显示于图形框中。通过操作面板，可调整显示参数：起始循环、循环数量。2.3数据计算

4、软件自动对显示于图形框中的循环进行统计计算，其结果显示于文本框中，有：充电电量、放电电量、充电能量、放电能量、电容量、等效串联电阻等。2.4删除多余的循环在菜单<数据处理>中，设有三个子菜单。2.4.1<删除最初一个循环>：通常，由于电容器测试前的初始储能状态不确定，使得第一个循环的充放电不完整，通过该菜单可以删除这个循环。再次操作该菜单，可再删除一个循环。2.4.2<删除最后一个循环>：如果手动停止实验，最后一个循环的充放电可能不完整，通过该菜单可以删除这个循环。再次操作该菜单，可再删除一个循环。2.4.3<删除未显示的循环>：如果只对显示于图形框中

5、的那些循环感兴趣，可用该菜单删除显示区域之外的循环。3.设定参数3.1充电电流充电过程中的恒定电流。其最大值Im可由下式估算：Im=（充电限制电压-放电限制电压）/等效串联电阻。如果所设的充电电流超过Im，则电压曲线立即越过充电限制电压线，无法对超级电容器实施充电。充电电流一般应设在Im/2以下。3.2放电电流放电过程中的恒定电流。其最大值Im可由下式估算：Im=（充电限制电压-放电限制电压）/等效串联电阻。如果所设的放电电流超过Im，则电压曲线立即越过放电限制电压线，无法对超级电容器实施放电。放电电流一般应设在Im/2以下。3.3充电限制电压应低于超

6、级电容器的击穿电压，例如：3V。3.4放电限制电压应低于充电限制电压，例如：0V。3.5采样周期采样周期应根据不同的测量目的来设定，一般以每个充放电循环100至1000个样点为为宜。例如：（A）测量电压阶跃值，可将采样周期设为0.01S、0.001S，以便准确找出电压突变点，但应减少循环次数，以免数据量太大。（B）对于循环次数很多的实验，如超级电容器化成循环寿命测量等，则应增大采样周期，设为0.1S、1S或更大，以免数据量太大。3.6电流阶跃值（导出参数）这个参数由操作者设定的充电电流和放电电流计算得到，电流阶跃值=充电电流-放电电流。3.7电压阶跃值

7、（测量参数）可以从电压时间曲线上测得，就是电压突变处的电压差值。为了准确找出电压突变点，可按如下参数设置：采样周期（S）=0.001、循环次数（N）=2。4.测量结果4.1电容量当测得1个循环后，即可从文本框中直接读取“电容量”。如果您关心的是不同区域的微分电容量，可按C=I*dt/du算得，I是充电或放电电流，dt是曲线上的时间变化量、du是曲线上的电压变化量。如果为了准确描述超级电容器在不同频率下的电容量，建议采用“微分电容-频率”方法，该方法同时测出在不同频率下的电容量及损耗角正切值。4.2等效串联电阻对于超级电容器，该参数主要由电极材料电阻引起

8、，约为几欧姆至几百欧姆。当测得1个循环后，即可从文本框中直接读取“等效串联电阻”。对于电解电容