电化学工作站储能体系充放电概念.doc

电化学工作站储能体系充放电概念电池充放电、 半电池极化、 电位改变对照表研究对象全电池综合研究电池正极材料与负极材料半电池单独研究电池正极材料或单独研究电池负极材料电化学体系二电极体系: 电池正极、 电池负极三电极体系: 工作电极、 参比电极、 对电极RST电化学工作站电化学方法选择电池恒流充电电池恒流放电电池恒流循环充放电电池全容量分段充电电池全容量分段放电半电池恒流阳极极化半电池恒流阴极极化半电池恒流循环极化RST电化学工作站连接方法绿色工作电极夹接电池正极黄色参比电极夹接电池负极红色对电极夹接电池负极绿色工作电极夹接研究材料电极黄色参比电极夹接参比电极红色对电极夹接对电极零电流状态开路电压 = 正极电位 负极电位开路电位 = 工作电极电位 参比电极电位充电过程电池储存能量能量由外部电源提供给电池, 电化学工作站充当外部电源。电流方向: 电流由绿色工作电极夹流入电池正极。正极材料处于阳极极化状态, 失去电子, 电位升高。负极材料处于阴极极化状态, 得到电子, 电位降低。电池开路电压值增加。（1）假如研究是正极材料, 则: 应使工作电极（正极材料）处于阳极极化状态, 失去电子, 电位升高, 属于储存能量过程。（2）假如研究是负极材料, 则: 应使工作电极（负极材料）处于阴极极化状态, 得到电子, 电位降低, 属于储存能量过程。放电过程电池释放能量能量由电池提供给负载。电化学工作站充当负载。电流方向: 电流由电池正极流出至绿色工作电极夹。正极材料处于阴极极化状态, 得到电子, 电位降低。负极材料处于阳极极化状态, 失去电子, 电位升高。电池开路电压值降低。（1）假如研究是正极材料, 则: 应使工作电极（正极材料）处于阴极极化状态, 得到电子, 电位降低, 属于释放能量过程。（2）假如研究是负极材料, 则: 应使工作电极（负极材料）处于阳极极化状态, 失去电子, 电位升高, 属于释放能量过程。总结1正极材料及负极材料都参与能量储存与释放。正极材料及负极材料电位改变对电池电压都有贡献。当我们研究半电池时, 不关心对电极上电位, 期望对电极电位改变不要干扰到工作电极电位。总结2对正极材料充电, 电位越充越高。让正极材料放电, 电位越放越低。对负极材料充电, 电位越充越低。让负极材料放电, 电位越放越高。储能器件对照表储能器件充放电特征容量重量比充放电循环次数储能形态一次电池只能放电不可充电大0.5次溶液界面有电子转移氧化还原过程法拉第过程二次电池可充可放大100次溶液界面有电子转移氧化还原过程法拉第过程超级电容器可充可放中1000100000次溶液界面无电子转移双电层电容充放电以及吸附脱附过程非法拉第过程电解电容器可充可放小半无限电容器充放电非法拉第过程正极: 金属A介质: 金属A上生成氧化膜负极: 电解液及金属B无极性电容器可充可放特小无限电容器充放电正极: 金属A介质: 真空、 空气、 绝缘材料负极: 金属BRST电化学工作站测试储能体系电化学方法被测体系参数设置线性扫描伏安法线性扫描循环伏安法超级电容器电池及半电池起始电位 = 试验开始时开路电位受电池额定电流限制, 扫描速度不能太快, 应依据经验及需要设定。电池恒流充电电池恒流放电电池恒流循环充放电电池全容量分段充电电池全容量分段放电电池恒流值应小于电池额定电流。运行中, 软件检测电压改变情况, 电压超限后按设定策略处理。半电池恒流阳极极化半电池恒流阴极极化半电池恒流循环极化半电池恒流值应小于电池额定电流。运行中, 软件检测电压改变情况, 电位超限后按设定策略处理。恒流限压快速循环充放电超级电容器电池及半电池对于超级电容, 恒流值 （充电限压 放电限压）/ （4* 等效串阻）对于电池及半电池, 恒流值应小于电池额定电流。交流阻抗谱超级电容器电池及半电池偏置电位 = 试验开始时开路电位对于超级电容器, 偏置电位也可设成0V微分电容-频率超级电容器偏置电位 = 试验开始时开路电位, 也可设成0V