记得上次和大家说了一下电池的分类和电池主要评定参数,本次我们来说一下电池的工作原理。

电的流动是由于一端电子比另一端电子更活跃造成的,所以正极的电子活动应该比负极电子活跃。

在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。
当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。

当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。

EIS-电化学阻抗谱(交流阻抗谱AC impedance):是一种以小振幅的正玄波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法。
EIS是一种用于检测电化学系统内部发生的过程的安全扰动技术,同时它也是一种无损的参数测定和有效的电池动力学行为测定方法。对电池系统施加频率为w1小振幅的正弦波电压信号,系统产生一个频率为w2的正弦波电流响应,激励电压与响应电流的比值变化即为电化学系统的阻抗谱。

我们使用BRS BTC1/BIM2就可以利用EIS测量技术,来绘制电池奈奎斯特图谱,用于诊断电池性能。
利用电化学阻抗谱研究一个电化学系统时,它的基本思路是将电化学系统看作是一个等效电路(ECM),这个等效电路是由电阻(R)、电容(C)、电感(L)等基本元件按串联或并联等不同方式组合而成。通过EIS测量方式来测绘出奈奎斯特图:

●高频(≈1kHz): 电解质(电解质阻抗)
●中频(≈10Hz): 电极(电荷传递阻抗,也称为电极极化阻抗)
●低频(≈0.1Hz): 扩散(锂离子扩散阻抗,也称为浓差极化阻抗)

软件可同时快速计算出电池的SOC和SOH,这样我们就可以根据不同特性来判定电池的性能和状态!


