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关于充放电测试常规实验流程介绍

2022.9.05

  将测试电池安装在测试仪器上,置于(25±1)℃ 测试环境中。设置以下程序:静置10 min;以1.0 C电流恒流充电至4.2 V,然后恒压充电至电流下降至0.05 C,充电停止;静置5 min;然后以1.0 C 电流恒 流放电至3.0 V;重复上述充放电步骤5~10次。

  上述测试参数为常规全电池测试参数,一般正极材料/金属锂扣式电池的电压范围为3.0~4.3 V,负极 材料/金属锂扣式电池的电压范围为0.005~1.0 V,特殊高电压正极材料(如高电压钴酸锂、尖晶石镍锰酸 锂、富锂锰基层状氧化物等材料)或其它正极材料(如磷酸铁锂材料)可依据电极材料特性和电解液、固态电解质耐受氧化电压进行电压范围调整,其它参数不变。负极材料/金属锂扣式电池以及无锂正极材料(如 MnO2 等)/金属锂扣式电池在测试时首先放电至最低电压窗口,然后进行充电。需要注意的是,目前在许多文章中的负极材料测试范围为 0.005~3.0 V,而在全电池测试过程中,一般能够采用的电压范围对应于负极半电池测试实际上不超过1.0 V,例如对于石墨或者硅基负极材料,可用的电压范围为0.005~0.8 V,对于钛酸锂这种负极材料,可用的电压范围为1.2~1.9 V。因此对于某些文章中在宽电压范围内获得的高容量和高首次库仑效率,其在全电池中并不能发挥出来,实际意义并不大。针对软碳或硬碳负极材料,或者目前正在开发的复合金属锂负极材料,放电截止电压可以更低,如 0 mV甚至50 mV,具体情况需要具体分析。建议多数负极材料的半电池测试控制电压范围在0.005~1.0 V,超过这个电压范围,在结果的陈述及应用前景的描述上需要特别声明,以免夸大结果。

  测试电池材料实际容量的时候,尽量使用小倍率进行充放电,以减小极化产生的容量误差,得到电池的真实容量,一般选择 0.1 C 的倍率进行测试。

  操作人员在测试仪器上装卸扣式电池时需佩戴绝缘手套及口罩和防护眼镜;由于测试通道较多,需对测试电池、测试通道进行特殊标记,并在相关仪器前贴醒目标签注释以防他人误操作。

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