儲能新材料電學(xué)綜合測試系統(tǒng)

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(dāng)前的熱門領(lǐng)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(guān)重要的一環(huán)，儲能新材料電學(xué)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(biāo)，判斷是否符合應(yīng)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(fù)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(zhǔn)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(shè)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(dǎo)納Y、電導(dǎo)G、電納B、電感L、介電損耗D、品質(zhì)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(zhì)，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(jié)構(gòu)和陷阱結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和分子運動的重要手段。諸如：分子弛豫、相轉(zhuǎn)變、玻璃化溫度等等，通過TSDC技術(shù)也可以直觀的研究材料的弛豫時間、活化能等相關(guān)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(zhì)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(fù)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(shè)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(guān)，將存儲在儲能材料中的能量釋放到電阻器負(fù)載中，更符合電介質(zhì)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(dǎo)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(xué)性能有著重要的影響，可能導(dǎo)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(zhǔn)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(zhì)，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?fàn)顟B(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(shè)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(shè)計和改善儲能系統(tǒng)的抗靜電性能設(shè)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

（各測試夾具圖片）

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為電位移；Dr為剩余電位移；ε0為電介質(zhì)的真空介電常數(shù)；εr為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)；Eb為擊穿場強；η為充放電效率。

儲能新材料電學(xué)綜合測試系統(tǒng)可進行電壓擊穿（介電場強）、高低頻介電頻譜、溫譜、高溫絕緣電阻、熱釋電測試、TSDC熱刺激極化電流、充放電儲能密度測試、電聲脈沖法空間電荷測量、靜電電壓等。