超级电容器的三种测试方法详解(终审稿)
电容器的三大检测方法 电容器工作原理
电容器的三大检测方法电容器工作原理电容器是一种容纳电荷的器件，是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，掌控等方面。
关于电容器的检测，紧要分为三大类：固定电容器的检测、电解电容器的检测、可变电容器的检测。
一、固定电容器的检测1、检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。
测量时，可选用万用表R10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。
若测出阻值（指针向右摇摆）为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。
2、检测10PF～0.01F固定电容器是否有充电现象，进而判定其好坏。
万用表选用R1k挡。
两只三极管的值均为100以上，且穿透电流可选用3DG6等型号硅三极管构成复合管。
万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。
由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于察看。
应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摇摆。
3、对于0.01F以上的固定电容，可用万用表的R10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可依据指针向右摇摆的幅度大小估量出电容器的容量。
二、电解电容器的检测1、由于电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。
依据阅历，一般情况下，1～47F间的电容，可用R1k挡测量，大于47F的电容可用R100挡测量。
2、将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度（对于同一电阻拦，容量越大，摆幅越大），接着渐渐向左回转，直到停在某一位置。
此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。
实际使用阅历表明，电解电容的漏电阻一般应在几百k以上，否则，将不能正常工作。
超级电容器的三种测试办法详解修订稿
超级电容器的三种测试办法详解集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法，欢迎大家一起交流★★★★★★★★★★关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段，大家一起交流交流自己的经验。
我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。
不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评，共同交流。
希望大家都把自己的小经验，测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来，共同学习才能共同进步。
也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。
循环伏安cyclicvoltammetry(CV)由CV曲线，可以直观的知道大致一下三个方面的信息Voltagewindow（水系电解液的电位窗口大致在1V左右，有机电解液的电位窗口会在2.5V 左右）关于很多虫虫问，电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位，这个应该和你的参比电极和测试体系有关。
工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的，所以不要纠结于为什么别人的是0-1V，而你测试的是-0.5-0.5V，这个与参比电极的本身电位（相对于氢标的电位）以及测试的体系本身有很大关系。
Specificcapacitance（比电容，这个是超级电容器重要的参数之一，可以利用三种测试手段来计算，我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算）Cyclelife（超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数，因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性）测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。
电位的扫描范围，一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描，扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。
恒电流充放电galvanostatic?charge–discharge(GCD)由GCD测试曲线，一般可以得到以下几方面的信息：thechangeofspecificcapacitance（比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现，直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化）degreeofreversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) Cyclelife（循环寿命，换句话也就是随着充放电次数的增多，电极材料比电容的保持率）恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度，还有充放电反转的电位值。
超级电容器测试方法介绍
一、循环伏安测试
循环伏安法是通过模拟电极表面的浅充放过程 考察电极的充放电性能、电极反应的难易程度、 可逆性、析氧特性和充电效率以及电极表面的 吸脱附等特性。
对于鉴别潜在的电容器材料而言，循环伏安实验是非 常有用的快速筛选方法。实验过程中，电极电势随时 间作对称的三角波变化，然后记录电流随电极电势或 时间变化的曲线。对于一定的电解质体系，事先选定 两个电极电势，然后在这两个电极电势值之间进行循 环。
一、循环伏安测试
一、循环伏安测试
见下页图2-5所示
一、循环伏安测试
一、循环伏安测试
二、恒电流充、放电测试
电测试
突变
二、恒电流充、放电测试
突变见上一页
二、恒电流充、放电测试
二、恒电流充、放电测试
三、交流阻抗
三、交流阻抗
四、涉及的公式
电化学超级电容器复合电极材料的制备与研究西北师范大学硕士论文王彦鹏循环伏安2恒电流充放电3电化学阻抗测试4涉及的公式?循环伏安法是通过模拟电极表面的浅充放过程考察电极的充放电性能电极反应的难易程度可逆性析氧特性和充电效率以及电极表面的一循环伏安测试可逆性析氧特性和充电效率以及电极表面的吸脱附等特性
超级电容器测试方法介绍 1、循环伏安 2、恒电流充放电 3、电化学阻抗测试 4、涉及的公式
电容器的三大类检测介绍
电容器的三大类检测介绍电容器作为电子设备中常用的元器件之一，在电路中发挥着重要作用。
电容器的正确检测可以保障电路的正常运行，因此，对电容器的检测显得尤为重要。
电容器检测方法众多，按照其检测特点不同可分为三大类：非装配状态下的检测、装配状态下的检测和在线检测。
非装配状态下的检测1.手动检测手动检测是一种简单直观的检测方法。
使用万用表或电容表，按照一定的测试规则进行电容测量，即可判断电容器容值是否符合要求。
2.自动检测采用自动检测方法可以有效提高电容器的检测效率，同时也避免了人为因素对测试结果的影响。
自动检测仪是一种专门用于电容器测试的仪器，可对电容器的容值、损耗因数、绝缘电阻等参数进行自动测试。
装配状态下的检测在实际应用中，电容器通常是在电路中进行使用的，而非处于离线状态。
因此，对装配状态下的电容器进行检测至关重要。
1.振荡测试振荡测试是一种常用的装配状态下电容器检测方法。
该方法基于振荡管路的频率与电容器及其它元器件参数之间的关系进行测试，从而获取电容器的容值和带宽等信息。
2.交流电参数测试对于较大容值的电容器，可以采用计算类方法进行检测。
使用测试设备对电容器的交流电参数进行测试，然后根据特定的算法计算出电容值及其它相关参数。
在线检测在线电容器检测指在电路运行状态下对电容器进行故障检测。
随着电子设备使用寿命的延长，电容器的寿命也会出现问题。
通过在线检测可以有效地判断电容器是否正常工作，避免其发生故障影响电路的正常运行。
1.波形分析检测通过采集电路波形并进行分析，判断电容器工作是否正常。
该方法需要低噪声高速数据采集器，并配备专业的波形分析软件。
2.非接触式检测非接触式在线检测是当前电容器检测技术中最先进的一种方法。
它可以在不影响电路正常运行的前提下，通过测量电磁场的变化，判断电容器正常工作与否。
使用该方法进行检测，不需要电路断开、电容器拆卸等操作，简便快捷。
总结电容器的检测方法根据其特点不同，可分为非装配状态下的检测、装配状态下的检测和在线检测三大类。
简单的超级电容容量测试方法
简单的超级电容容量测试方法
要测试超级电容的容量，可以使用以下简单的方法：
1. 首先，将超级电容器充电至满电状态。
确保电容器已经完全放电，以避免测试结果的干扰。
2. 使用一个恒定电流源（如电流表和可调电源）将电容器放电。
通过测量电容器在一定时间内放电的电流变化，可以计算出电容器的容量。
3. 连接电流表和电容器，并记录初始电流值。
4. 开始放电，并在一定时间间隔内记录电流值。
可以选择不同的时间间隔，以获得更精确的结果。
5. 根据放电电流的变化曲线，使用以下公式计算电容器的容量：
容量（F）= 电流（A）/ 变化率（A/s）
其中，变化率是指电流的变化量除以时间间隔。
6. 根据上述步骤，可以得到电容器的容量值。
请注意，在测试过程中要注意安全，并确保正确连接电路和仪器。
如果不确定如何进行测试，建议咨询专业人士或参考设备的说明书。
超级电容器电化学测试方法
0.80 Oxidation Reduction
2.00E-5
E2
potential vs. Ag/AgCl
0.40
F
1.00E-5
正向扫描
0.00
负向扫描
Curr ent(A)
0.00E+0
-1.00E-5
E1
-0.40
-2.00E-5
A
循环1
40.00 80.00 time(s) 120.00
Current/A
Time/s
对一个非理想电容器，由于存在各种电阻（材料的接 触电阻，孔电阻，电解液电阻等等），因此，在不同 的电流密度下所得到的电容是不同的。
0.6 0.4
20 mA cm
-2
E / V vs SCE
0.2 0.0 -0.2 -0.4 0
30 mA cm
-2
10 mA cm
ห้องสมุดไป่ตู้
-2
对于双电层电容器，我们可以用平板电容器模型进行理想等效处理: 其电容值为：
由公式：
dQ C dV
任意电位处的电容
dt dQ idt i C dV dV
C
、
dQ=idt
dV
可得：
任意电位窗口（V1～V2） 内的平均电容
（V2 - V1）
V2
V1
idV
然后按照电极上活性物质的质量就可以求算出这种 电极材料的比容量。
K;A
-3.00E-5
0.00
160.00
0.60
循环伏安法的典型激发信号 三角波电位，转换电位为E1V和E2V
循环伏安法一般用于研究电极过程，它是一个十分有用的方 法。它能迅速提供电活性物质电极反应的可逆性，化学反应 历程，电活性物质的吸附以及电极有效表面积的计算等许多 信息。
超级电容测试方法
超级电容测试方法1．静电容量测试方法：⑴测试原理超级电容器静电容量的测试，是采用对电容器恒流放电的方法测试，并按下列公式计算；C=It/(U1－U2)式中：C——静电容量，F；I——恒定放电电流，A；U1 、U2——采样电压，V；t——U1 到U2所需的放电时间，S。
⑵测试程序用100A的电流对电容器充电，电容器充电到最高工作电压止并恒压10秒，然后，以100A的电流对电容器放电，取U1 为1.2V, U2为1.0V，记录该电压范围内的放电时间，共循环3次。
计算每次循环的静电容量，取平均值。
2．储存能量测试⑴测试原理：超级电容器能量的测试，是采用以电容器给定的电压范围，对电容器进行恒功率放电到1/2工作电压的方法进行。
电容器的输出能量W是由恒定放电功率P和放电时间t关系得到的，即：W = P•t⑵测试工序用恒定电流100A对电容器充电到最高工作电压，然后，恒压至充电电流下降到规定电流（牵引型10A，启动型1A），静止5秒后，以恒定功率对电容器放电到1/2工作电压，录放电时间并计算能量值。
循环3次测量，取平均值。
注：恒定功率值确定方法是以标称能量确定的，牵引型2W/KJ，启动型5W/KJ。
3．等效串联电阻测试（DC）⑴测试原理电容器的内阻是根据电容器断开恒流充电电路10毫秒内，电压的突变来测量的。
即：式中：R——电容器的内阻；U0——电容器切断充电前的电压；Ui——切断充电后10毫秒内的电压；I——切断充电前的电流。
⑵测量工序对电容器以恒定电流100A充电，充电至最高工作电压的80%时断开充电电路，用采样机分别记录电容器断电后10毫秒内的电压变化值，并计算内阻，重复3次，取平均值。
4．漏电流测试将电容器以恒电流100A充电至额定电压，在此电压值下恒压充电3h，记录充电过程的电流值。
5．自放电测试将电容器以恒电流100A充电至额定电压后，在此电压值下恒压充电30min，然后开路搁置72h。
在最初的三个小时内，每一分钟记录一次电压值，在剩余的时间内，每十分钟记录一次电压值。
电子负载—超级电容测试方法
超级电容测试方法超级电容：采用物理、化学或者混合方式实现超大容量双层电容器。
主要用来“削峰填谷”，比如：主电源和备用电源切换时的续电（基站及服务器，网络机房，通讯等行业）；快速充放电短时储存环境（比如动车的启动与刹车时充放电时省电，并且减小对启动电源的要求，地铁车辆，电动车，太阳能发电等）；在快充快放环境是替代一些蓄电池和动力电池（电动工具行业，电动大巴等）。
超级电容特点：快充快放、循环寿命长、放电电流大、功率密度较高、安全、稳定及温度特性好、单节电压较低。
费思负载在测试超级电容时的特点，精确度：负载就有0.05%的电压回读精确度，保证测试的精确度集成功能：集成了超级电容的内阻和容量测试功能。
测试方法简单。
完善的接口：RS232,USB,GPIB口并且配备相应软件，数据，图像报告，循环测试一键完成。
配件及软件：可监控电容组的每分电容的电压一致性和电压值，同时监控温度，测试内容：内阻、容量、单节一致性、充放电曲线。
测试仪器：电源（电压高于电容组的最高开路电压，电流适当）、电容器、负载仪（功率及电压适当）、示波器（长存储最好）、万用表（选用，使用费思负载，可不使用本仪器）。
充电方式：恒流转恒压充电。
接线方式，测试之前请确认电容的正负极。
请确认连接电路。
超级电容充电测试负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开，Shift+0打开电容测试功能。
设定截止电压，电容计算电压的上下限。
设定充电电流。
按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。
一键完成测试。
本测量测试，充电时间，充电内阻，充电电量，电容容量。
充电曲线，漏电流等测试。
充电曲线，请链接上位机软件。
以上设置，请参看相关说明书。
放电方式：接线方式：请确定电容正负极及确定连接方式。
超级电容放电测试负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开，Shift+0打开电容测试功能。
设定截止电压，电容计算电压的上下限。
设定放电电流。
按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超级电容器的三种测试
方法详解
Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法，欢迎大家一起交流
★★★★★★★★★★
关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段，大家一起交流交流自己的经验。
我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。
不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评，共同交流。
希望大家都把自己的小经验，测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来，共同学习才能共同进步。
也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。
循环伏安cyclic voltammetry (CV)
由CV曲线，可以直观的知道大致一下三个方面的信息
Voltage window（水系电解液的电位窗口大致在1V左右，有机电解液的电位窗口会在左右）关于很多虫虫问，电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位，这个应该和你的参比电极和测试体系有关。
工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的，所以不要纠结于为什么别人的是0-1V，而你测试的是，这个与参比电极的本身电位（相对于氢标的电位）以及测试的体系本身有很大关系。
Specific capacitance （比电容，这个是超级电容器重要的参数之一，可以利用三种测试手段来计算，我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算）
Cycle life （超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数，因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性）
测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。
电位的扫描范围，一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描，扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。
恒电流充放电galvanostatic charge–discharge (GCD)
由GCD测试曲线，一般可以得到以下几方面的信息：
•the change of specific capacitance（比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现，直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化）
•degree of reversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) •Cycle life（循环寿命，换句话也就是随着充放电次数的增多，电极材料比电容的保持率）
恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度，还有充放电反转的电位值。
电流密度可以设置为电流/电极面积，也可以设置为电流/活性物质质量。
我在测试的过程中一般依据活性物质的质量设置为XXmA/mg。
充放电反转的电位值可以依据循环伏安的电位窗口，可以设置为该区间或者小于该区间。
交流阻抗electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
由交流阻抗曲线可以看出体系随着频率改变的变化趋势，得出测试体系某个状态下的包括溶液电阻、扩散阻抗的情况，可以通过测试交流阻抗对测试的未知体系进行电化学元件模拟。
关于交流阻抗，谈谈频率和体系元件的响应关系，总的来说，交流阻抗之所以能得到诸多信息，关键在于不同器件本身对于频率的相应不同。
Nyquist图中最先响应的总是纯电阻，然后是电容和电化学反应，最后是扩散过程。
纯电阻，在电场建立的同时即可响应。
交流阻抗的测试过程中会出现两个图：Nyquist图和Bode图，Nyquist图反应的是随着频率的变化虚轴的阻抗值和实轴的阻抗值的变化，Bode图反应的是阻抗的模值随着频率的变化以及相位角随频率的变化。
交流阻抗测试过程中比较重要的设置参数有：交流幅值以及频率范围。
交流幅值对于超级电容器一般会选择5mV，频率一般会选择100kHz-10mHz，当然也会有不同体系不同对待，很多文献中会选择测试到就停止了，这样来说根本没有测试低频区体系真正的性能测试就已经停止了。
真正反映测试体系的电容性能，漏电性的低频区的直线很重要。
当然如果测试的截止频率太低，则此时反映的不仅仅是此状态下的扩散过程了，因为太长的变化周期可能会造成测试体系状态的改变。
关于交流阻抗的模拟，我一般用的是Zview软件。
关于该软件的使用方法，小木虫上有很多相关的使用说明书。
模拟时电化学元件的选择和等效电路的建立都要和自己的测试体系联系起来，不要为了拟合的精确性无截止的选择电化学元件。
这样会给测试体系的合理解释带来很大的麻烦。
同样这样做也歪曲了交流阻抗测试的初衷。
mAh/g 是指每克活性物质所能储存的电量=I*t/m
F/g 是指每克活性物质的电容=I*t/(m*V)
如果把比作，电压比作高度，那么就是的横截面积。
所以两者是通过联系起来的，没有一个常数因子。