儲能新材料電學測試/充放電儲能密度測試

  隨著能源需求的不斷增加以及對環(huán)境友好能源的需求，新型能源儲能材料的研究成為了當前的熱門領域之一。在開發(fā)新一代的儲能新材料時，對其性能的測試與分析是至關重要的一環(huán)，儲能新材料電學綜合測試系統(tǒng)可以通過各功能測試模塊，系統(tǒng)的幫組科研人員從能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性四個方面對新材料性能進行分析檢測，評估材料的性能指標，判斷是否符合應用要求。

系統(tǒng)配置

測試模塊

01.電壓擊穿（介電場強）

由能量密度可知，擊穿場強相對于介電常數(shù)對于材料能量密度的影響更為突出，獲得高能量密度對復合材料擊穿場強提出了更高的要求。

通過上位機系統(tǒng)控制高壓擊穿測試模塊，可以安全、便捷、準確的對測試樣品進行工頻下的交流、高壓直流擊穿試驗，測試出擊穿場強。甚至可以通過測試軟件設置直流輸出時間，以完成樣品的極化過程。

02.高低頻介電頻譜、溫譜

用于分析寬頻、高低溫環(huán)境下儲能新材料的阻抗Z、電抗X、導納Y、電導G、電納B、電感L、介電損耗D、品質因數(shù)Q等物理量，同時還可以分析被測樣品隨溫度、頻率、時間、偏壓變化的曲線。

03.高溫絕緣電阻

高精度的電壓輸出與電流測量，即使在高低溫環(huán)境下可能很好的屏蔽背景電流，保障測試品質，適用與儲能新材料在不同環(huán)境溫度下絕緣性能的檢測。

04.熱釋電測試

不論是薄膜還是塊體形式的儲能材料，都可對其進行熱釋電性能測試。采用電流法進行測量，材料的熱釋電電流、熱釋電系數(shù)、剩余極化強度對溫度和時間的曲線。

05.TSDC熱刺激極化電流

熱刺激電流（TSC）是研究熱釋電材料中陷阱結構和陷阱結構所控制的空間電荷存貯及運輸特性的工具，同時也是研究熱點材料結構轉變和分子運動的重要手段。諸如：分子弛豫、相轉變、玻璃化溫度等等，通過TSDC技術也可以直觀的研究材料的弛豫時間、活化能等相關介電特性、

06.充放電儲能密度測試

用于研究介電儲能材料高電壓放電性能，同目前常見的方法是通過電滯回線計算高壓下電介質能量密度，測試時，樣品的電荷釋放至高壓源上，而非釋放至負載上，也就是說，通過電滯回線測得的能量密度會大與樣品實際釋放的能量密度，不能正確評估儲能材料的正常放電性能。華測充放電測試具有專門設計的電容放電電路來測量，首先將測試材料充電到給定電壓，之后通過閉合高速MOS高壓開關，將存儲在儲能材料中的能量釋放到電阻器負載中，更符合電介質充放電原理。

07.電聲脈沖法空間電荷測量

空間電荷是指在材料特定區(qū)域內(nèi)電荷分布不均勻的現(xiàn)象。該現(xiàn)象是由于載流子的擴散和漂移運動所導致的，在材料的局部區(qū)域產(chǎn)生了電荷累積，從而使材料改變了原本的電中性狀態(tài)。空間電荷的存在對材料的電學性能有著重要的影響，可能導致電場畸變、絕緣性能下降等問題。

電聲脈沖法（PEA）空間電荷測試可以便捷準確地測量固體儲能材料內(nèi)部空間電荷分布,電聲脈沖法可以測量較厚的介質，可以在帶電狀態(tài)下直接測量絕緣測試樣品中的空間電荷分布，最小可測空間電荷密度為4μC·cm^-3,最小可測試樣厚度為0.2mm。

08.靜電電壓

靜電是一種處于靜止狀態(tài)的電荷，雖然其總電荷量不大，但其瞬間釋放所產(chǎn)生的高電壓與大電流非常容易對周邊電路、設備乃至人員造成損害。對儲能材料的靜電性能（包括面電荷密度與電阻）進行測試，可以對后期防靜電工程設計和改善儲能系統(tǒng)的抗靜電性能設計提供數(shù)據(jù)支持，對周圍電路的靜電敏感電子元器件選型提供參考依據(jù)。

配置模塊

測試裝置

拓展資料

能量密度常用計算公式：

式中：Uc為電容器的充電能量密度；Ud為電容器的實際放電能量密度；E為外加電場；D為電位移；Dmax為最大電位移；Dr為剩余電位移；ε0為電介質的真空介電常數(shù)；εr為電介質的相對介電常數(shù)；Eb為擊穿場強；η為充放電效率。

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