超级电容测试方法
超级电容器电化学测试方法_图文
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。
＊扫描速度增加时为何电容值下降？ 化学 – 离子的吸附脱附和表面活性面积的减少 物理 –膨胀和收缩
(a)实际循环伏安曲线RC较大(b)理想循环伏安曲线RC较小
考虑到过渡时间RC的电极材料比容量可用
＊在电容器电容不变的情况下，电流随着扫描 速度增大而成比例增大，过渡时间RC却不随 扫描速度发生变化，所以当以比容量为纵坐标 单位时，扫描速度越快曲线偏离矩形就越远。
对双电层电容器，CV曲线越接近矩形，说明电容性能越理想
曲线关于零电流基线基本对称，说明材料在充放电过程中所发 生的氧化还原过程基本可逆。
当扫描电位方向改变时，电流表现出了快速响应特征，说明 电极在充放电过程中动力学可逆性良好。
由于界面可能会发生氧化还原反应，实际电容器的CV图总是会 略微偏离矩形。对于赝电容型电容器，从循环伏安图中所表现出的 氧化还原峰的位置，我们可以判断体系中发生了哪些氧化还原反应
超级电容器电化学测试方法_图文.ppt
超级电容器的主要技术指标有比容量、 充放电速率、循环寿命等。
实验采用CHI760电化学工作站（包括循环伏 安法、恒电流电位法等），考察不同方法处理 后电极的电化学性能。
1.电化学体系三电极介绍
电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出，电极是实施电 极反应的场所。
超级电容模组容量测试方法
超级电容模组容量测试方法1.实验准备：-超级电容模组-直流电源-电流表-电压表-开关-计时器-充电电阻、负载电阻2.测试步骤：a)充电阶段：-将超级电容模组与直流电源相连，设定合适的电压。
注意，电压不应超过超级电容模组的额定电压。
-打开开关充电，开始计时。
记录电容模组开始充电时的电压值V1、计时器的初始时刻T1-每隔一段时间（如10秒），记录电容模组此时的电压值Vi和计时器的时刻Ti，直到电压达到设定的电压值Vx。
b)放电阶段：-关闭充电开关，将超级电容模组连接到负载电阻上。
-打开开关开始放电，记录电容模组开始放电时的电压值Vx、计时器的初始时刻Tx。
-每隔一段时间（如10秒），记录电容模组此时的电压值Vi和计时器的时刻Ti，直到电压降至设定的电压值Vy。
3.数据处理：-根据收集到的数据计算充电过程中的电容值：容量C=(Qx-Q1)/(Vx-V1)其中Q为电容模组存储的电荷量，C为电容模组容量，V为电压。
-根据收集到的数据计算放电过程中的电容值:容量C=(Qx-Qy)/(Vx-Vy)其中Qy为放电结束时电容模组存储的电荷量。
4.注意事项：-测试过程中要选择合适的充放电电流和电压范围，以保证测试结果的准确性和安全性。
-在进行充电和放电过程中，要避免超过超级电容模组的额定电压，以防止损坏设备。
-测试过程中要及时记录和保存数据，以备后续分析和比较。
-在测试之前和测试之后，要对超级电容模组进行外观检查，以确保设备无损坏或漏电等情况。
-容量测试过程中要注意操作安全，避免触电、短路等情况的发生。
这是一种简单但有效的超级电容模组容量测试方法，通过记录充放电过程中的电压和时间数据，并进行数据处理，可以计算出超级电容模组的容量大小，从而评估其性能和可靠性。
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。
超级电容器电化学测试方法
potential vs. Ag/AgCl Current(A)
正向扫描
0.00
负向扫描
E1 A
循环1
K;A
-0.40 0.00
40.00
80.00 time(s)
120.00
160.00
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
-1.00E-5
-2.00E-5
-3.00E-5 0.60
＊扫描速度增加时为何电容值下降？ 化学 – 离子的吸附脱附和表面活性面积的减少 物理 –膨胀和收缩
3、恒电流充放电测试
从恒电流充放电中可以计算出电极材料的比电容,其依据为公式
C
Q V
it V
其中I为充电电流, t为放〔充电时间,ΔV是放〔充电电势差,m是材料质量.
C
it
(V 2 iR V1 )
dV dt
任意电位处的电容
C
dQ idt i
dV
dV
可得：
任意电位窗口〔V1～ V2内的平均电容
V2 idV
C
V1
（V2
-
V1）
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.
Cm
C m
式中:m一电极上活性材料的质量,g
应该从中间红线开始积分,因为那是电流零点.从公式来看,积分区间为V0-V,即 正扫或反扫的那一段,如果用origin积分的话,也应该只用其中正扫或反扫的那一段 进行积分；也有文献中公式为循环积分,但分母中有个2倍,这样用origin积分时应该 用循环的两段进行积分,面积近似为上述公式积分的两倍,但由于除了一个2倍,因而 计算结果仍为实际的电容.
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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。
电子负载—超级电容测试方法【含中英】
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。
超级电容器实验报告(一)
超级电容器实验报告（一）引言概述:
超级电容器是一种新型的储能装置，具有高能量密度、快速充放电、循环寿命长等特点。
本实验旨在研究超级电容器的基本原理、性能测试和应用前景。
本文将从电容器的结构与工作原理、性能测试方法、性能参数、应用领域以及未来发展方向五个方面阐述超级电容器的相关知识。
一、电容器的结构与工作原理
1. 介绍超级电容器的基本结构，包括正负极材料、电解液和隔离层等。
2. 解释超级电容器的工作原理，包括离子吸附和分离、双电层电容和电化学电容等。
二、性能测试方法
1. 介绍超级电容器的电容测试方法，包括交流电容测试和直流电容测试。
2. 解释超级电容器的内阻测试方法，包括交流内阻测试和直流内阻测试。
三、性能参数评估
1. 讨论超级电容器的能量密度和功率密度的概念和计算方法。
2. 介绍超级电容器的循环寿命评估方法，包括循环稳定性测试和寿命预测方法。
四、应用领域
1. 介绍超级电容器在能源储存领域的应用，如电动车辅助动力、再生能源储存等。
2. 讨论超级电容器在电子设备领域的应用，如电子产品的快速充电和持续供电等。
五、未来发展方向
1. 探讨超级电容器的研究趋势，如材料改进和结构优化等。
2. 分析超级电容器在新兴应用领域的潜力，如智能穿戴设备和无人驾驶技术等。
总结:
通过本实验，我们深入了解了超级电容器的结构与工作原理，了解了性能测试方法和评估参数，探讨了超级电容器在各个应用领域的潜力，并展望了其未来的发展方向。
超级电容器作为一种新型的储能装置，具有广阔的应用前景和发展空间，必将在能源存储和电子设备领域发挥重要作用。
超级电容 测试标准
超级电容的测试标准主要包括以下几个方面：
电性能测试：主要包括电容大小、内阻大小、电流特性、功率密度等指标。
这些参数直接反映了超级电容的性能水平。
外观测试：检查超级电容的外观，包括防爆阀膨胀、破裂、夹伤，或者外板或铝壳损坏等情况。
简单判断：通过施加直流电压，观察电容电压是否升高来判断短路情况。
模拟万用表测试：通过万用表测量电容的电阻值，判断其是否符合要求。
在选择超级电容时，建议选择大品牌，因为大品牌的超级电容质量更可靠，使用寿命更长。
同时，也需要注意使用环境和使用寿命等因素，以确保超级电容能够安全、稳定地工作。
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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。
计算自放电能量损失，SDLF(self-discharge energy loss factor)=1-(V/Vw)2，计算时间点分别为：0.5，1，8，24，36，72h。
注：电压测试仪须具备高输入阻抗，将放电影响降低到最小。
6．温度特性测试⑴测试条件：电容器依次进行25±3℃—65±3℃—-30±3℃—25±3℃的温度特性测试。
电容器在一个环境温度下，与环境温度达到平衡后（即低温16小时，高温4小时，高低温恢复到室温的时间为6小时），进行性能测试。
⑵测试方法：电容器恒电流100A充电至额定电压，转恒压充电10s，然后以恒电流100A放电至额定电压的0.5倍，依此循环3次。
计算第二次、第三次循环的容量值的平均值，为电容器的测试容量。
7．循环寿命试验电容器在20℃±5℃下，以恒流充电100A至额定电压转恒压充电10s，然后以恒电流100A放电至额定电压的0.5倍，完成一次循环。
循环100次记录一次数据，若某个循环的放电时间小于初始放电时间的70%，则停止循环寿命试验。
1法拉电容法拉电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。
2特点超级电容的特点：（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95%以上；（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”，也不存在过度放电的问题；（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（4）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；（6）充电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，长期使用免维护；（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；（8）检测方便，剩余电量可直接读出；（9）容量范围通常0.01F--1000F ，而耐压往往偏低（几伏特到十多伏，新开发出的也不过二十多伏）。
超级电容可做成超级电容模组，适合高容量的需求。
缺点：（1）目前超级电容的耐压均不高。
实际使用中过压保护电路必不可少。
有人经常将二个到多个超级电容串接来接入大电压环境中。
这种做法是不对的。
因为随着电容的漏电，而电容的品质又不尽相同，在后期多次的充放电后容易造成局部单元过充而击穿的现象。
（2）超级电容毕竟不是电池，存在电压随着放电而逐渐下降的问题，所以需要较复杂的输出电路。
3应用◆法拉电容的低阻抗对于当今许多高功率应用是必不可少的。
对于快速充放电，法拉电容器小的ESR意味着更大的功率输出。
[1]◆瞬时功率脉冲应用，重要存储、记忆系统的短时间功率支持。
应用举例1、快速充电应用，几秒钟充电，几分钟放电。
例如电动工具、电动玩具；2、在UPS系统中，超级电容器提供瞬时功率输出，作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充；3、应用于能量充足，功率匮乏的能源，如太阳能；4、当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持；5、小电流，长时间持续放电，例如计算机存储器后备电源；4国内生产企业国内法拉电容生产厂家大大小小有几十家，领头的有锦州凯美、北京集星、万裕、北京合众汇能等等，应用中，很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
C(F)：超电容的标称容量；R(Ohms)：超电容的标称内阻；ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；Vwork(V)：正常工作电压Vmin(V)：截止工作电压；t(s)：在电路中要求持续工作时间；Vdrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；I(A)：负载电流；超电容容量的近似计算公式，保持所需能量=超级电容减少的能量。
保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t；超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2)，因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)举例如下：如单片机应用系统中，应用超级电容作为后备电源，在掉电后需要用超级电容维持100mA 的电流，持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V，那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作？由以上公式可知：工作起始电压Vwork＝5V工作截止电压Vmin＝4.2V工作时间t=10s工作电源I＝0.1A那么所需的电容容量为：C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2)=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)=1.25F根据计算结果，可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
关于法拉电容1. 简介名称：法拉电容，因为其容量为法拉级所以称其为法拉电容。
法拉是电容的单位，1F等于106µF，也等于1012PF。
超级电容。
因为相对于其它种类的电容来说，其容量远远大于别的电容，可达到法拉级，所以叫超级电容。
双电层电容。
在制造工艺上，电容由二层极片组成。
电荷在极片上的积累存储了电量。
所以有此名称。
黄金电容：因为电容刚面市时价格较高，所以叫黄金电容。
这四种叫法指的是一种产品。
2. 分类从加工工艺上来说，有扣式和卷绕式二种，从材料组成上来说，有水系和有机系二种。
从形状上分有扣式和柱式和方型。
不同种类的产品各有不同的性能及应用场所。
3. 基本性能参数电压。
指的是允许充电的最高电压。
这是由材料特性决定的。
充电电压长时间超过额定值可能引起电容失效。
容量：额定电压下的电量，通常用法拉来表示。
电压越低，容量越小。
二都成正比关系。
内阻：指的是串联等效电阻，测量是用产生频率为1kHz交流电压的内阻仪来测量的。
内阻的大小与充电、放电电流有直接的关系。
内阻越小，充电、放电电流可以达到越大，反之，内阻越大，可以达到的充电、放电电流越小。
相应地，充电时间会延长。
充放电电流：此参数与内阻有直接关系。
电流大，充放电速度快。
电流小，充放电速度慢。
容量小的电容充放电电流小；容量大的电容，充放电电流大。
每种电容都有最大允许充放电电流，具体数据见规格书。
漏电流：指的是浮充状态下的稳定电流，以我公司生产的5.5V/0.33F为例，50μA@5.5V。
电容容量越大，其漏电流越大。
自放电：法拉电容都有自放电现象，自放电率要高于电池。
寿命：电容在正常使用条件下的寿命要远远高于充电电池，通常情况下为十万次以上。
伴随着使用次数的延长，容量会下降。
放电平台：电容无放电平台，电压随放电时间呈线性下降。
这点与电池不同。
温度：电容使用的温度范围是-20℃~+70℃，此点性能不如微法级的电容。
微法级的电解电容可达到105℃，储存温度范围为-20℃~+45℃。
4. 应用4.1 用于手摇充电电筒是作为供电电源。
要求电容的内阻低。
4.2 可用于电子产品的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源。
后备电源有时钟记忆后备电源，有掉电保护后备电源。
断电报警后备电源等。
应用的电容从5.5V/0.1F~5.5V/4F，时钟记忆后备电源多用小容量的，要求断电后维持数据从几个小时到几天不等。
此外还可用于手机，数码相机，MP3，MP4，电子定时器，数显温控仪，PLC设备，电子门禁系统，仪器仪表、程控交换机、税控机、无绳电话等。
这要求电容的漏电流低。
4.3 启动电源。
利用电容的短时间大电流放电特性用在一些电路中作启动。
如用于智能IC卡表上做启动电磁阀用，用于电动玩具上做启动电机或齿轮用，用于太阳能产品上等。
这要求电容的内阻尽量低。
这样能保证大电流放电。
4.4 可在太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。
此种应用多为大容量。
要求漏电流低。
5. 注意事项5.1 电容不可用于以下场合5.1.1 不能用于交流线路中5.1.2 不能用于滤波5.2 电压5.2.1 在应用时其工作电压不能超过其额定充电电压。
电容的工作电压超过充电电压时，不仅会缩短其寿命，而且按照实际电压的不同，电容器内部因化学反应需产生的气体可能会导致泄露和开裂。
5.3 极性5.3.1 使用前一定要检查电容器的极性。
电容的极性以第一次充电时的极性为准。
5.3.2 电容长时间在相反的极性下工作，不仅会缩短寿命，而且会发生严重的损毁，例如电解液可能会发生泄漏。
另外，实验表明在这种情况下，电容还会在一些抗压能力较弱的半导体元件中积累残余电荷。