《实验 单液流锌镍电池单体充放电性能测试 2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验 单液流锌镍电池单体充放电性能测试 2（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单液流锌镍电池单体充放电性能测试报告自112班梁日华一、实验目的1102100335充放电设备负极正极反应:负极反应:Zn (OH )24+ 2e揪揪揪揪Zn +4OH - 口放电E =-1.215V0电池总反应:Zn +2OH -+2NiOOH +2H 理论输出电压：E 0 = 1.705VO 揪揪电揪 2Ni (OH) + Zn (OH )2-2 充电241、掌握单液流锌镍电池及测试平台的工作原理。2、通过实验，掌握单液流锌镍电池主要充放电方法及电池充放电参数变化过程。3、通过实验，了解表征单液流锌镍电池主要性能参数。二、原理简介2.1单液流锌镍电池工作原理及单体参数211单液流锌鎳电池工
2、作原理正极采用二次电池使用的氧化镍电极，电解质为高浓度锌酸盐的碱性溶液,电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH)2-，负极采用惰性金属集流体，电4解液由泵循环通过电池进行充放电。Ni (OH) +OH2揪揪揪揪 NiOOH + H O +e - E = 0.490V放电202.1.2单液流锌镍电池210AH单体参数在此次锌镍液流电池充放电性能研究实验过程中，研究的对象为210AH单体 电池，图2-2给出电池单体实物图。表2-1给出该单体电池部分项目参数。1正扱玉负极63.第三极4气阀5液泵6,加液阀匸排液阀图2-2210AH锌镍液流电池单体表2-1 210AH锌镍单液流电池单体部分项目参
3、数序号项目单位要求参数备注1额定容量AH2102标称电压V1.7平均工作电压3充电方式恒流4充电限制电压V2.25放电终止电压V1.26最大连续充电电 流A2001C7最大连续放电电 流A2001C8工作温度c55C以内从表2-1中可知，该锌镍单液流电池单体额定容量为210Ah、标称电压为 1.7V、充电限制电压为2.2V、放电终止电压1.2V、最大连续充电电流为200A 和最大连续放电电流为200A。就实验室而言，室内温度保持在20C-30C,满足 电池工作温度要求。此外，电池容量，是指电池的蓄电能力。即在一定的放电条件下，充满电的 电池放电至蓄电池的端电压达到规定的放电终止电压时，可以从蓄
4、电池中获得的 总电量来表示，单位为安时（Ah）。2.2电池充放电方法及平台2.2.1充电方法选择恒流充电恒流充电法是指蓄电池在充电过程中，充电电流始终保持不变，而电池两端 的充电电压逐渐升高的充电方法。恒压充电恒压充电法是指蓄电池在充电过程中，充电电压始终保持不变，而电池两端 的充电电压逐渐升高的充电方法。恒流恒压充电恒流恒压充电法，是指将恒流模式和恒压模式相结合的充电方式。首先，以 恒流充电至设定的电压值，然后，改为恒压充电至结束。一般第二阶段的恒压值 取两阶段之间的转化电压。该充电方式不仅避免了恒压充电方式前期的电流过 大，又解决了恒流充电方式后期过充电的问题。充电方法的选择由于电池结构特
5、殊性，以及从保护电池的角度出发，单液流锌镍电池采用恒 流充电模式进行充电，最大充电电流不超过200A。并记录电池的端电压随充放 电时间而改变的曲线及其数据。2.2.2放电方法选择恒流放电恒流放电是指以恒定的电流对电池进行放电到一定的终止电压停止放电，放 电期间，电流保持恒定不变。通过恒流放电，可以了解电池内部的容量，电池放 电容量等于放电电流与放电时间的乘积，所以要了解电池的真实容量，需要对电 池进行恒流放电控制。恒功率放电和恒电阻放电恒功率放电是指放电过程中电池的负载功率保持不变。根据P=U*I可知，放 电后期，随着工作电压下降，放电电流会上升，而负载的功率始终不变。恒电阻放电是指在放电过程
6、中电池的工作电压和放电电流均随着放电时间的 延长而下降，但负载的电阻始终不变。（放电方法的选择电池的放电性能受放电电流、环境温度、放电截止电压等多方面因素的影响。 所以，在标注或讨论电池的放电性能时，一定要注明放电电流，或电放大倍率， 以及放电截止电压的大小，也只有在相同条件下的放电测试结果才具有可比性。在日常生活中，常用到的MH-Ni电池、Cd-Ni电池和锂离子电池等蓄电池， 往往采用连续恒电流放电法，记录放电过程中的电池电压随放电时间的变化。此次实验，采用恒流放电方式作为对锌镍液流电池研究的放电方法，保持放 电电流大小不变，记录放电过程中的电池电压随放电时间的变化。2.2.3电池测试系统1
7、、新威BTS-5V200A电池测试系统新威电池检测系统是由新威公司多年来不断的创新，针对市场的需求，自主 研发的新一代电池检测系统。该系统是基于网络版BTS上位机软件研发的升级 版本，支持电池组单体电压和温度的测量功能、DCIR直流内阻测量功能、脉冲 工步、恒功率、恒流、恒压等充放电模式等。本次实验所使用的新威5V200A型实验设备共4通道，检测过程4路分开， 支持电池组单体电压和温度的测量功能；脉冲工步、恒功率、恒流、恒压等充放 电模式；每通道电压检测范围：充电10mV5V，放电10mV5V，精度土0.1%。每 通道电流检测范围：充电400mA200A，放电400mA100A，精度0.1%。
8、输出最大 功率1000W。可以实现充放电过程的编程，通过串口上传数据，并可以记录到TXT或EXCEL文档中。图2-1给出了新威BTS-5V200A电池测试系统实物图iinmiiiHiiiiiii iminniniiiiinii1 iiim IIIIUIII II ILII ll|土 HI,uiiMiiiiiiiiiimiiiniiiiiiiiiiiiiiiiNiiiiiiiviiiii)! iumimiiiMiiiiiiiiiiiiin|iiiili .iii删|1|,|曲|iii 呃聊；”簡涮刖i皿I：川I 恤咄iiiiLIbiiiiiiiii 皿电bi|lii|ip|IHIIIIII|ll
9、|lllllllllllllllllll|llli|il|llllh min muHuHH新威BIIIIIIIIIJill II直厶池测试系统2、新威BTS-80V100A电池检测系统本次实验使用的是BTS-80V100A型实验设备共2通道，检测过程2路分开, 输入电源380V,每通道电压检测范围：充电160mV80V，放电160mV80V, 精度0.1%。每通道电流检测范围：200mA100A,放电200mA100A,精度0.1%。 输出最大功率8000W。可以实现充放电过程的编程，通过串口上传数据，并可 以记录到TXT或EXCEL文档中，方便处理。图2-3给出BTS 7.5.X电池性能检
10、测系统实物图。图2-3 BTS 7.5.X电池性能检测系统三、实验设备单液流锌镍电池单体1个新威电池测试系统2台计算机1台四、实验内容及步骤磷酸铁锂电池充放电测量实验步骤:1、选择单液流电池单体、测试系统及计算机，确保测试系统软件安装完毕；2、把电池正负极与电池测试仪器进行连接（注意正极与测试仪器红线连接、 负极与测试仪黑色线连接）并检查线路连接是否正确；3、开启电池测试仪器，打开计算机上测试系统软件，检测网络连接是否接通;4、在测试系统上进行参数设置，主要设置静置时间、恒流充电电流与截止电 压、恒压充电截止电流、恒流放电电流及截止电压等参数；具体设置过程如下:5、观察实验记录曲线及数据，及时
11、保存测量数据；6、充放电完成后，关闭测试仪器、拆线、记录数据、关闭软件。五、注意事项1、操作时应佩戴乳胶手套及护目镜；2、电池停止充放电，停止泵的运转，首先保证排气阀处于敞开状态（特别注 意），然后打开加液口阀门，将电池底部挡板处、管道及液泵内积累的气体排放 干净。排气时，用抹布或纸巾挡住排气口（保持气路通畅），严禁眼睛及身体其 他部位正对排气口；3、严禁在排气阀关闭状态时，打开加液口阀门；4、确保充放电线路连接是否正确，一定避免正负极接反情况发生；5、确保实验参数设置正确无误，防止过充过放，损坏电池寿命；6、实验过程中遇到曲线或电池单体异常，应及时关闭测试仪器，并立刻汇报 实验指导老师；7、
12、实验过程中，避免移动碰撞或移动电池测试仪器及设备；8、实验进行中，要确保时刻有同学负责观察充放电状态，不能擅自离开，无 人看守。六，实验记录及充放电特性曲线1）工步设置：充电过程：电流：100A 充电截止电压：2.2V 充电容量：210AH放电过程：电流:100A放电截止电压：1.2V其设置图如下：2）充放电特性曲线图：（红为电压；蓝为电流）电流（皿）-300M3-250K-200K-150K-100K-5QK-0-50K-100K0:36:00:0001:12:00:0001:48:00:0002:24:00:0003:00:00:0003:36:00:0004:12:00:000时间(h:
13、m:s:ms)数据处理：（1） 充入容量：210AH放出容量：201.46AH充电能量：422.355Wh 放电能量：308.48Wh（2）充放电效率=放出容量/充入容量=201.46AH/210AH=95.93%（3）能量效率=放电能量/充电能量=308.48/422.355=73.03七、实验总结及心得体会。1）通过学长的讲解基本掌握了单液流锌镍电池及测试平台的工作原理。2）基本掌握单液流锌镍电池主要充放电方法及电池充放电参数变化过程，并了 解表征单液流锌镍电池主要性能参数。3）由充放电的曲线图可知在初始充电时，电压电流会下降一定的时间，同时，电 压上升后基本维持在一个值，但有一定幅度的不稳，原因可能是4）由其电解的原理和电池结构，电解夜流速、电流密度和锌沉淀面积对电池充 放电的效率会有影响。5）由实验的数据处理知，其充电的效率较高，而能量效率则不足百分之八十， 此时应该想办法降低电池的电流密度。从而提高电池的能量效率。
