湖北进口电池实验设备

扣式电池的充放电模式

  包括恒流充电、恒压充电、恒流放电、恒阻放电、混合式充放电以及阶跃式等不同模式充放电。实验室中常采用恒流充电(CC)、恒流-恒压充电(CC-CV)、恒压充电(CV)、恒流放电(DC)对电池充放电行为进行测试分析，而阶跃式充放电模式则多用于直流内阻、极化和扩散阻抗性能的测试。考虑到活性材料的含量以及极片尺寸对测试电流的影响，恒流充电中常以电流密度形式出现，如mA/g(单位活性物质质量的电流)、mA/cm2(单位极片面积的电流)。充放电电流的大小常采用充放电倍率来表示，即：充放电倍率(C)=充放电电流(mA)/额定容量(mA·h)，如额定容量为1000 mA·h的电池以500 mA的电流充放电，则充放电倍率为0.5 C。目前电动汽车用锂离子电池已发布使用的行业标准QCT/743—2006中指出锂离子通用的充放电电流为C/3，因此含C/3 的充放电行为测试也常出现在实验室锂离子电池充放电测试中。

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锂-氧电池取得技术突破，实现四电子转化及库仑

据外媒报道，加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授宣布，其研究团队实现四电子转换(four-electron conversion)，该技术将实现锂-氧电池(lithium-oxygen，Li-O2)的电子存储容量翻番。

  Nazar团队将有机电解质(organic electrolyte)转化为硝酸锂/硝酸钾(lithium nitrate/potassium nitrate)的无机熔盐(inorganic molten salt)，旨在提升其化学稳定性和导电率。此外，该团队了利用双功能金属氧化物催化剂替代了多孔碳阴极(porous carbon cathode)，提升了电池容量的同时降低了过电势。

  相较于Li2O2，在150摄氏度下，电池在使用期间将生成更为稳定的Li2O，其热力学性能表现更为出色。该款电池电芯采用多种材料，旨在提升其热动力性能及反应动力学(kinetics)。研究人员研发的该款电池充电性能表现更佳，从理论上讲，其储能表现提升了50%。

  在电池研究领域，锂-氧电池颇具吸引力，这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量，当电芯发生电化学反应后，其能量将储存在电池电芯中。

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氢燃料概述 – 原理概念及应用

氢燃料电池严格意义上来说丌能称作为“电池”，而是一种被称为“质子交换膜”的发电技术，实际效果更接近于一台发电机。它将氢气和氧气通过质子交换膜催化后逆电解进行发电，其本身幵无法蓄电，发的电随发随用，无需燃烧，除了水和二氧化碳以外没有任何排放物。这种电池具备能量转换效率高、噪音低、无污染、寿命长、启劢迅速、比功率大和输出功率可随时调整等性能优势。燃料电池在很多领域已经开始应用。比如早期的航空航天劢力应用，早将燃料电池作为航空航天主要能源方式的可追溯到上世纪50年代美国NASA的阿波罗登月计划，后来燃料电池逐步由航空航天、边远地区发电等领域向商用领域过渡，目前占比的应用之一是是发电或辅助备用电源发电，例如美国很多数据中心将燃料电池作为备用电能使用。

从隔膜市场产值来看，2018年中国锂电隔膜产值（只统计基膜）41亿元，同比下降8.8%。产值增速远小于产量增速，主要因为：

1） 隔膜价格自从国内实现量产以来一直呈现价格下行趋势，主要系国产化比例上升，成本大幅下行。2018年湿法隔膜及干法单拉隔膜价格降幅超过40%。12um湿法隔膜均价从2017年的3.4元/平方米下降到2018年同期的2元/平方米，降幅达41.7%。

2） 电池企业受到终端客户的降低成本压力，倒逼隔膜企业降价，以降低隔膜的毛利。湿法隔膜企业的毛利从2016年的40%——55%下降到2018年的30%——45%,干法单拉隔膜企业的毛利从2016年40%——65下降至2018年的35%——50%。

2015——2017年是隔膜的黄金时期，国内需求快速增长，产能不足，隔膜单价高。2018年开始企业间差异体现。2018年以来隔膜价格继续保持下跌，特别是湿法隔膜，主要原因，一是超过25条湿法隔膜产线在2017年投产，产能充足，竞争激烈；二是，动力电池行业整体收紧，电池企业成本压力继续加大，在四大材料中隔膜毛利仍是，电池企业将部分压力转移至隔膜企业。 双工位单面实验室手套箱主要由显示系统、过渡舱、真空系统、控制系统、箱体、循环净化再生系统等部分组成。

锂电池充电电路及保护电路方案设计

锂电池特性

首先，芯片哥问一句简单的问题，为什么很多电池都是锂电池?

锂电池，工程师对它都不会感到陌生。在电子产品项目开发的过程中，尤其是遇到电池供电的类别项目，工程师就会和锂电池打交道。

这是因为锂电池的电路特性决定的。

众所周知，锂原子在化学元素周期表中排在第三位，包含3个质子与3个电子，其中3个电子在锂原子核内部的分布对它的化学与物理特性起到决定性作用。

元素周期表

锂原子核外层的3个电子，只有外层的1个电子是自由电子，另外2个电子不属于自由电子，也就是不参与锂原子的电子性能。

为什么会选用锂元素作为电池的材料呢?

这是因为，锂原子虽然外层只有1个电子，但它的相对原子质量却只有7。换句话说，在相同的质量密度条件下，锂原子所带的电能是多的。

以铝元素为例进行对比，可以直观的得出结论。

铝元素，在元素周期表排在13位，外层自由移动的电子数是3，相对原子质量是27。

也就是如果用质量为27的铝元素制造电池，它的电能是3;

如果用相同质量为27的锂元素制造电池，它的电能是27*(1/7)，大约为3.86。

显然，在电能方面，锂元素的3.86是要超过铝元素的3。这就是为什么锂电池如此受欢迎的原因理论解释。

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锂电池各种状态估计之间的关系

锂电池系统庞大，需要电池管理系统的监督和优化，以维护其安全性、耐久性和动力性。

  电池状态估计

  电池状态包括电池温度、SOC(荷电状态估计)、SOH(健康状态估计)、SOS(安全状态估计)、SOF(功能状态估计) 及SOE(可用能量状态估计)。各种状态估计之间的关系如图4所示。电池温度估计是其他状态估计的基础，SOC 估计受到SOH 的影响，SOF 是由SOC、SOH、SOS 以及电池温度共同确定的，SOE 则与SOC、SOH、电池温度、未来工况有关。

  电池温度估计

  温度对电池性能影响较大，目前一般只能测得电池表面温度，而电池内部温度需要使用热模型进行估计。常用的电池热模型包括零维模型(集总参数模型)、一维乃至三维模型。零维模型可以大致计算电池充放电过程中的温度变化，估计精度有限，但模型计算量小，因此可用于实时的温度估计。一维、二维及三维模型需要使用数值方法对传热微分方程进行求解，对电池进行网格划分，计算电池的温度场分布，同时还需考虑电池结构对传热的影响(结构包括内核、外壳、电解液层等)。一维模型中只考虑电池在一个方向的温度分布，在其他方向视为均匀。

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