EINHELL锂电池的电化学阻抗谱测试
来源：科思特仪器
发布时间：2016-05-12
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EINHELL18V锂电池阻抗测试
仪器：CS350电化学工作站
实验参数：
扫描范围：100KHz ~0.01Hz，10points/decade,
正弦波幅值：5mV
直流偏压：0.0V 相对开路电位
采用两电极模式进行测量，工作电极接在电池负极，参比电极和辅助电极一起接在电池正极，由于电池电压较高，测量过程中将电池装置进行了解体，直接测量单节电芯(电压为3.85V)的阻抗谱。测试结果如下图1；所使用的等效电路为图2。
单节锂电池
将电池模块拆卸后，取出两个单节锂离子电池芯进行阻抗谱测试，结果如图1所示。
表1.采用图2等效电路进行数据分析得出的解析结果
从表1来看，两节锂离子电池的性能是有差异的号电芯的内阻Rs较小，Cdl达到了2.374F，表明其电极活性物质的有效表面积要大于2#电池芯，即电容量大于2#电芯。这一点从Rct的大小也可以看出，1#电芯的反应电阻Rct也较2#电芯小。以上数据表明，1#电芯的状态要好于2#电芯。
根据文献介绍，对于锂离子电芯的评价，可以采用Rs和Rct的大小进行判断，其值越小，电芯的品质越好。
仪器：CS350电化学工作站
实验参数：
扫描范围：100KHz ~0.01Hz，10points/decade,
正弦波幅值：5mV
直流偏压：0.0V 相对开路电位
采用两电极模式进行测量，工作电极接在电池负极，参比电极和辅助电极一起接在电池正极，由于电池电压较高，测量过程中将电池装置进行了解体，直接测量单节电芯(电压为3.85V)的阻抗谱。测试结果如下图1；所使用的等效电路为图2。
单节锂电池
将电池模块拆卸后，取出两个单节锂离子电池芯进行阻抗谱测试，结果如图1所示。
图1.单节锂离子充电电池的电化学阻抗谱
图1 中，红色和黑色分别代表两个电芯的阻抗谱曲线，其中高频区均具有一个典型的容抗弧，而在低频区的斜线可能与锂离子的扩散有关，所以在图2的等效电路中采用Warburg阻抗来表示与扩散有关的曲线。
图2. 单节锂离子电池的等效电路（其中Rs为与电解质和借助电阻有关的内阻，Cdl为电活性物质的界面电容，Rct为电化学反应电阻，Wc为与Li+扩散有关的Warburg阻抗。
采用图2进行阻抗谱解析，得到的结果如表1.表1.采用图2等效电路进行数据分析得出的解析结果
| Element | Li ion1-1 | Li ion1-2 |
| Rs /W | 0.10625 | 0.13251 |
| Cdl-T / F | 2.376 | 1.998 |
| Cdl-P | 0.84715 | 0.90113 |
| Rct /W | 0.01388 | 0.015428 |
| Wc-T /W | 470.9 | 246 |
| Wc-P | 0.60452 | 0.45446 |
根据文献介绍，对于锂离子电芯的评价，可以采用Rs和Rct的大小进行判断，其值越小，电芯的品质越好。
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