电化学阻抗谱测量:四端感知的重要性

电化学阻抗谱(EIS)中使用这个过程来测试在一个商业电池阻抗连接两种方式。分析获得的差异值阻抗也。

商业电池面临的低阻抗的测试设备(dut)。发现阻抗在这样的设备,已经提出的最佳实践。第一个是实现分离的领导意识电位差和携带电流。

下一个是连接potential-sensing领导与尽可能少的它们之间的空间和DUT,最小化任何额外的电线可以人为地增加阻抗显著的这样的设备。

第一个EIS的计算方法

电池阻抗后感觉到它是通过两个终端连接,与再保险和CE导致连接短路,和两个加入黑色电线导致从负电池终端。我们和年代电线也同样连接在一起并附着在阳极线是红色的。

第二测量EIS

电池检测完成后连接通过四个终端,也称为开尔文传感配置。CE的线,我们分别去阴极和阳极的铅是连接到电池的交会点和阴极和S导致阳极和电池之间的对应点。

图1所示。插图的两端(A)和四端(B)传感配置。

的配置带来的变化将导致不同的阻抗值出现在测量。这是因为再保险和S导致现在测量之间的电位差V_RE-S,但CE,我们目前正在进行我_CE-WE应对潜在的降低整个电池,即V_下降。

当前值保持不变在两个步骤没有变化的配置CE和我们电线。潜在的下降也不变,由下列方程计算:

V下降=我CE-WE。Z合计=我CE-WE(Z。蝙蝠+ Z电线)

(1)

Z_合计代表总阻抗阻抗之和的电池和电线,Z_蝙蝠和Z_电线。潜在的差异V_RE-S以双端配置仍然是开尔文配置不同。再保险和S是衡量潜在的差异V_RE-S可以通过乘以计算我_CE-WE与(Z_蝙蝠+ Z_电线)。简而言之,V_RE-S是一样的吗V_下降在方程1。

V(RE-S)= V下降=我CE-WE(Z。蝙蝠+ Z电线)

(2)

在第二个配置中,再保险和S测量电位差等于产品的我_CE-WE和Z_蝙蝠。

VRE-S B=我CE-WE(Z。蝙蝠)

(3)

两端感应,这就是为什么一个配置为EIS DUT将显示更高的阻抗值相同的测试使用四端配置相比,等于和区别Z_电线。

实验装置

EIS测试执行使用瑞士万通Autolab PGSTAT204 FRA32M模块。在这个实验中使用可充电锂离子Ansmann 18650电池,与额定容量和标称电压分别为2600 mAh和3.7 V。

图2。在瑞士万通Autolab PGSTAT204,配备FRA32M模块。

EIS进行的恒电位仪测量开路电位((OCP) 1千赫到100 mHz频率,振幅的10 mV和10的速度频率每十年。

结果与讨论

EIS测量电池的两端配置使用四端和奈奎斯特图绘制,显示前通常要低于后者。

图3。尼奎斯特图从EIS测量进行锂电池四端两端(红点)(黑点)和传感配置。

振幅的两个情节之间的转变成正比的阻抗两端设置中使用的电线。这是估计使用阻抗值- z”= 0的点阻抗的唯一贡献是电阻。

这是减去从前找到电阻组件(由于电线)整体阻抗。这样的结果可以快速获得新软件的使用插入命令。

图4。尼奎斯特图上的插入命令相关的四端EIS传感测量。

表1。电阻的值贡献的总体阻抗两种构型

连接	R (mΩ)
双端传感	124年
四端传感	101年

如果找到阻力值的差异,这给了电阻两端设置中,贡献的领导R_电线= 23 mΩ。同时,后者配置策划时,尾巴向虚构或负面的消极的一面阻抗(- z”)更强烈地随着频率的增加,一个功能通常由于电感使用的领导,虽然现在不能详细解释。

另一个发现是,开尔文配置是有用的只有当EIS是低阻抗的测量dut当阻抗的相对较小的组件由于电线就变得很重要。

结论

两个传感配置是用来衡量商业电池的EIS。四端配置的贡献在低阻抗的测量准确的EIS DUT探索的结果。由于电阻阻抗特性的组件两端感应配置的电线和它的重要性在这样一个背景下也计算和讨论。

这些信息已经采购,审核并改编自瑞士万通公司提供的材料。亚博网站下载

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