S100型電化學(xué)測(cè)試儀概述

可充電電池或二次電池常用來(lái)取代電子設(shè)備，如筆記本電腦、視頻游戲控制器、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和遙控器中使用的一次性電池。為了改進(jìn)或取代現(xiàn)有電池技術(shù)，研究人員正在研究延長(zhǎng)電池壽命同時(shí)降低充電電池成本的方法。常見(jiàn)的可充電電池種類包括鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池。通常利用放電和充電循環(huán)來(lái)對(duì)二次電池特征進(jìn)行測(cè)試。循環(huán)測(cè)試提供電池的有關(guān)信息，如內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)、容量、可用周期數(shù)及壽命。在生產(chǎn)測(cè)試中，往往通過(guò)充電/放電循環(huán)來(lái)驗(yàn)證電池的性能指標(biāo)，并確保其沒(méi)有缺陷。
典型的電池充電/放電測(cè)試設(shè)置通常包括可編程電源、電子負(fù)載、電壓表和電流表。這些系統(tǒng)需要眾多軟件和硬件配置，以實(shí)現(xiàn)工作測(cè)試臺(tái)中所有儀器的同步。而多功能數(shù)字源表的出現(xiàn)，徹底解決了以上難題。S型數(shù)字源表集合電壓源、電流源、電壓表、電流表、電子負(fù)載的功能于一身，支持四象限工作，可作為源或負(fù)載。廣泛用于各類精密器件的測(cè)量。S型數(shù)字源表具有拉/灌電流以及測(cè)量電壓和電流的靈活性，使得它們非常適合電池的電流循環(huán)方案，只需一部S型源表而非整架設(shè)備。


電池充電/放電
恒定電流充電和放電的速率定義為電池容量，即電池可以存儲(chǔ)的電荷數(shù)量。電池容量由可用毫安小時(shí)(mAH)來(lái)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)用放電或負(fù)載、電流來(lái)表示。在1小時(shí)內(nèi)對(duì)整個(gè)電池進(jìn)行放電時(shí)的放電電流稱為C速率。例如，額定1000mAH的電池，如果以1C速率放電，那么它在1小時(shí)的輸出即為1000mA。如果500mAH電池在50mA時(shí)放電，然后以C/10(0.1C)速率放電，那么它可以作為50mA源供電10小時(shí)。

測(cè)試說(shuō)明

對(duì)于充電和放電循環(huán)，S型觸摸屏數(shù)字源表可以配置為源電壓并測(cè)量電流。下圖給出簡(jiǎn)化的充電和放電循環(huán)電路示意圖。

電池充電通常使用恒定電流。利用數(shù)字源表可以實(shí)現(xiàn)充電，即把它作為電壓源，設(shè)置電池額定電壓，并設(shè)置期望的充電電流,作為電流限幅。測(cè)試開(kāi)始時(shí)，電池電壓低于數(shù)字源表儀器的電壓輸出設(shè)置。因此，在這個(gè)壓差作用下，電流立刻達(dá)到用戶定義的電流限幅。當(dāng)達(dá)到電流限幅時(shí)，數(shù)字源表儀器就作為恒流源，直到達(dá)到設(shè)定的電壓電平。隨著電池完全充電，電流將下降，直到達(dá)到零或接近零。為了預(yù)防安全隱患或損壞電池，必須注意不要過(guò)度充電。
當(dāng)電池放電時(shí)，數(shù)字源表作為阱，因?yàn)樗碾娔芏皇翘峁╇娫础?shù)字源表儀器電壓源設(shè)置為低于電池電壓，電流限幅設(shè)置為放電速率。當(dāng)輸出啟用時(shí)，電流從電池流入數(shù)字源表儀器的高電平端口。因此，電流讀數(shù)將是負(fù)數(shù)。放電電流應(yīng)當(dāng)保持恒定，直到電池電壓下降至數(shù)字源表儀器的電壓源設(shè)定值。

與電池連接

為了建立測(cè)試，需將S型觸摸屏數(shù)字源表與電池進(jìn)行連接，如下圖所示。將儀器端口與電池進(jìn)行4線或程控檢測(cè)連接，以可以消除引線電阻的影響。這樣，測(cè)得的電池電壓盡可能接近其端口電壓。

數(shù)字源表儀器的Force HI和Sense HI輸出端子與電池正極(+)端子相連，其Sense LO和Force LO輸出端子與電池負(fù)極(–)端子相連。

自動(dòng)放電循環(huán)
電池的充電和放電循環(huán)通常需要幾個(gè)小時(shí)，因此自動(dòng)化測(cè)試非常重要。利用儀器的任何通信接口(RS-232、GPIB或以太網(wǎng))，都可執(zhí)行測(cè)試。
為實(shí)現(xiàn)充電和放電，應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)字源表儀器進(jìn)行設(shè)置，執(zhí)行以下步驟：
1.設(shè)置4線測(cè)量模式；
2.選擇源表測(cè)量功能，此功能下源表既能做源輸出，也能同時(shí)測(cè)量電池電壓與電流。
3.選擇電壓源模式，設(shè)置合適電壓源值，并設(shè)置充放電水平的電流限值；
Vs>VB時(shí)，電池為充電狀態(tài)；
Vs<VB時(shí)，電池為放電狀態(tài)；
4.方便同步觀察電流、電壓、IV特性曲線，可以使用S源表配套的上位機(jī)軟件PssSMUTools，
5.同樣在上位機(jī)軟件上選擇電壓源模式，設(shè)置適當(dāng)源值，設(shè)置充放電水平的電流限值；
6.切換表格界面查看電壓、電流、時(shí)間測(cè)試記錄數(shù)據(jù)；
7.切換圖形界面查看電壓、電流與對(duì)應(yīng)時(shí)間的變化曲線

除了通過(guò)總線監(jiān)視讀數(shù)，在測(cè)試過(guò)程中，S型數(shù)字源表還能同時(shí)通過(guò)用戶界面，顯示負(fù)載電流、電池電壓以及經(jīng)歷的測(cè)試時(shí)間。請(qǐng)看在S型儀器顯示屏上呈現(xiàn)的大字體、易讀測(cè)量結(jié)果

S型觸摸屏數(shù)字源表是對(duì)可充電電池的充電和放電循環(huán)進(jìn)行測(cè)試的理想工具，因?yàn)樗哂芯_地4象限、高功率輸出，能夠精確地測(cè)量電流和電壓。利用單一儀器進(jìn)行電池測(cè)試，不僅簡(jiǎn)化測(cè)試設(shè)置，縮短編程時(shí)間，而且節(jié)省機(jī)架空間。S100型電化學(xué)測(cè)試儀詳詢一八一四零六六三四七六