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         RST5200E電化學(xué)工作站提供了許多適合于超級電容器研究的電化學(xué)測試方法，如：“恒流限壓快速循環(huán)充放電”、“微分電容-頻率”、“線性掃描循環(huán)伏安法”“交流阻抗譜”等，可對超級電容器進行深入的研究。

        以前，人們大多用“電池循環(huán)充放電儀”對超級電容器進行充放電研究。隨著超級電容器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，特別是對快速充放電要求的提高，使得用電池測試儀器研究超級電容器顯得力不從心。         

        對超級電容器實施快速循環(huán)充放電，需要設(shè)立一個限壓換流模塊，屬于反饋控制。就是當(dāng)采集單元檢測到超級電容器兩端的電壓超越限定值后，立即通知驅(qū)動單元改變電流方向。限壓換流的過程必須快速，否則就控制不住了。在 RST5200E電化學(xué)工作站中，限壓換流功能由硬件實現(xiàn)，從而確保該反饋控制過程小于1mS。下表列出了一些電化學(xué)測試儀器的指標(biāo)：

可見，電化學(xué)儀器的硬件結(jié)構(gòu)決定了是否能對超級電容器進行精密測試。
下面對RST5200E電化學(xué)工作站中的“恒流限壓快速循環(huán)充放電”方法進行簡單介紹。
1. 超級電容器的連接
工作電極引線夾（綠藍）接超級電容器正極。
參比電極引線夾（白黃）接超級電容器負極；輔助電極引線夾（紅）接超級電容器負極。
運行中，請勿斷開超級電容器。
2.軟件功能
2.1 界面布局
左上部為文本框，用于顯示運行參數(shù)和測量數(shù)據(jù)。
左下部為操作面板，用于接受操作者的選擇。
右邊為圖形框，用于顯示被選中的循環(huán)，這些循環(huán)屬于該曲線的一部分。
2.2 定位顯示
本方法將測量獲得的曲線以充放電循環(huán)作為單元顯示于圖形框中。通過操作面板，可調(diào)整顯示參數(shù)：起始循環(huán)、循環(huán)數(shù)量。
2.3 數(shù)據(jù)計算
軟件自動對顯示于圖形框中的循環(huán)進行統(tǒng)計計算，其結(jié)果顯示于文本框中，有：充電電量、放電電量、充電能量、放電能量、電容量、等效串聯(lián)電阻等。
2.4 刪除多余的循環(huán)
在菜單<數(shù)據(jù)處理>中，設(shè)有三個子菜單。
2.4.1 <刪除最初一個循環(huán)>：通常，由于電容器測試前的初始儲能狀態(tài)不確定，使得第一個循環(huán)的充放電不完整，通過該菜單可以刪除這個循環(huán)。再次操作該菜單，可再刪除一個循環(huán)。
2.4.2 <刪除最后一個循環(huán)>：如果手動停止實驗，最后一個循環(huán)的充放電可能不完整，通過該菜單可以刪除這個循環(huán)。再次操作該菜單，可再刪除一個循環(huán)。
2.4.3 <刪除未顯示的循環(huán)>：如果只對顯示于圖形框中的那些循環(huán)感興趣，可用該菜單刪除顯示區(qū)域之外的循環(huán)。
3. 設(shè)定參數(shù)
3.1 充電電流
充電過程中的恒定電流。其最大值Im可由下式估算：Im =（充電限制電壓 - 放電限制電壓）/ 等效串聯(lián)電阻。如果所設(shè)的充電電流超過Im，則電壓曲線立即越過充電限制電壓線，無法對超級電容器實施充電。充電電流一般應(yīng)設(shè)在Im / 2以下。
3.2 放電電流
放電過程中的恒定電流。其最大值Im可由下式估算：Im =（充電限制電壓 - 放電限制電壓）/ 等效串聯(lián)電阻。如果所設(shè)的放電電流超過Im，則電壓曲線立即越過放電限制電壓線，無法對超級電容器實施放電。放電電流一般應(yīng)設(shè)在Im / 2以下。
3.3 充電限制電壓
應(yīng)低于超級電容器的擊穿電壓，例如：3V。
3.4 放電限制電壓
應(yīng)低于充電限制電壓，例如：0V。
3.5采樣周期
采樣周期應(yīng)根據(jù)不同的測量目的來設(shè)定，一般以每個充放電循環(huán)100至1000個樣點為為宜。例如：（A）測量電壓階躍值，可將采樣周期設(shè)為0.01S、0.001S，以便準(zhǔn)確找出電壓突變點，但應(yīng)減少循環(huán)次數(shù)，以免數(shù)據(jù)量太大。（B）對于循環(huán)次數(shù)很多的實驗，如超級電容器化成、循環(huán)壽命測量等，則應(yīng)增大采樣周期，設(shè)為0.1S、1S或更大，以免數(shù)據(jù)量太大。
3.6 電流階躍值（導(dǎo)出參數(shù)）
這個參數(shù)由操作者設(shè)定的充電電流和放電電流計算得到，電流階躍值= 充電電流 - 放電電流。
3.7 電壓階躍值（測量參數(shù)）
可以從電壓時間曲線上測得，就是電壓突變處的電壓差值。為了準(zhǔn)確找出電壓突變點，可按如下參數(shù)設(shè)置：采樣周期（S）= 0.001、循環(huán)次數(shù)（N）= 2。
4. 測量結(jié)果
4.1 電容量
當(dāng)測得1個循環(huán)后，即可從文本框中直接讀取“電容量”。

如果您關(guān)心的是不同區(qū)域的微分電容量，可按C = I * dt / du算得，I 是充電或放電電流，dt是曲線上的時間變化量、du是曲線上的電壓變化量。如果為了準(zhǔn)確描述超級電容器在不同頻率下的電容量，建議采用“微分電容-頻率”方法，該方法同時測出在不同頻率下的電容量及損耗角正切值。
4.2 等效串聯(lián)電阻
對于超級電容器，該參數(shù)主要由電極材料電阻引起，約為幾歐姆至幾百歐姆。當(dāng)測得1個循環(huán)后，即可從文本框中直接讀取“等效串聯(lián)電阻”。對于電解電容器、陶瓷電容器、薄膜電容器等小電容器，等效串聯(lián)電阻可用“恒流限壓快速循環(huán)充放電”、“單電流階躍E-t曲線”、“多電流階躍E-t曲線” 等方法，在曲線或?qū)С龅臄?shù)據(jù)中獲取電流階躍值、電壓階躍值。等效串聯(lián)電阻= 電壓階躍值/ 電流階躍值。
4.3 漏電阻及漏電流
漏電阻主要由電極的極化電阻形成。漏電阻= 工作電壓/ 漏電流。工作電壓不同，漏電阻不同。因此，測量時應(yīng)選擇一個合適的工作電壓，注意，工作電壓不可超過擊穿電壓。漏電流的測量方法，可選“恒電位電解I-t曲線”，靜置電位應(yīng)與恒定電位一致，都屬工作電壓，如3V。先用大電流量程（如500mA檔）運行2000秒，等電流穩(wěn)定（曲線成為一條直線）后，再改用合適的小量程（如2mA檔）再運行1000秒，精確測定其漏電流。注意，改變量程時，千萬不要改變工作電壓。測量漏電流，也可采用“單電位階躍計時電流法”，靜置電位應(yīng)與階躍電位一致。
5. 數(shù)據(jù)圖譜
以下列出一些用不同方法測量所得到的圖譜：
5.1 用“恒流限壓快速循環(huán)充放電”方法，進行循環(huán)充放電測試。
這是一種快速方法，最高采樣率為1000sps。用于研究超級電容器的高頻充放電特性，如：充放電對稱性、高頻電容特性、溫升特性、串聯(lián)電阻特性等。

5.2 用 “電池恒流循環(huán)充放電” 方法，進行循環(huán)充放電測試。
這種方法提供充放電之間的等待期。可隔離充電過程與放電過程，并降低器件溫升。

5.2 用“微分電容-頻率”方法，測量超級電容器電容量隨頻率變化的特性。
由圖可見，超級電容器電容量在高頻區(qū)域幾乎沒有電容量。在低頻率區(qū)，具有極大的電容量。

5.3 用“交流阻抗譜”方法，可測得超級電容器的全頻譜特性。

5.4 用“線性循環(huán)伏安法”，可測得超級電容器的循環(huán)伏安曲線。
在該曲線中，可分析電極、電解質(zhì)特性。如：非法拉第過程的有效區(qū)間、雜質(zhì)干擾的嚴重程度、驗證工作電壓范圍等。

5.5 用“恒流限壓快速循環(huán)充放電”方法，測量等效串聯(lián)電阻。
下圖曲線以1000sps采樣率測得，因此，每個樣點間的時間為1mS。將曲線在時間軸上展開并顯示樣點，我們可以清晰地看到電壓跳變點。以下式計算等效串聯(lián)電阻：等效串聯(lián)電阻= 電壓階躍值/ 電流階躍值

5.6 下圖是用“恒流限壓快速循環(huán)充放電”方法測量一個10微法的小電容?？梢?，其循環(huán)周期只有100mS左右。