[发明专利]一种储能材料循环寿命测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种储能材料循环寿命测试装置，测试箱（2）包含主控单元（10）、变压模块（20）、通道转换电路（30）、测试方法转换模块（40）、恒流源电路（50、器件电极模块（60）、电压计算模块（70）、电源电路（80）和无线模块（90）；本发明装置利用电极的灵活性，完成多种储能材料循环寿命的测试，增加了多个通道，多个恒流源的使用提高了仪器的使用效率，更轻便灵活，无线传输的模式也增加了整个测试环境条件的灵活性，同时满足两种测试体系的测试方法。

技术领域

本发明设计一种储能材料循环寿命测试装置，属于技术领域。

背景技术

随着全球环境对碳的含量标准要求日益提高，国家对绿色高储能材料的需求显著增加。优质高性能的储能材料成为了各行各业发展的基石，同时在电子发展领域储能材料的循环寿命是影响相关产品使用周期的重要特性。

因此对于储能材料循环寿命特性的检测是在材料研制阶段重要的测试项目之一。储能材料的循环寿命测试一般采用计时电位法，即给定待测材料一定的充放电电流后，对待测试材料进行反复的充放电并对材料的电位进行记录与计算。不同材料对于测试方法需求不同，对仪器种类要求较多且利用率不高，进而造成单项特征测试时出现仪器配置浪费现象。而且大批量的数据过于冗长，会导致仪器停机，数据无法读取的现象。

目前，需要将材料循环寿命测试功能聚焦在一台仪器上，提高仪器在循环寿命测试中的使用效率，并且对测试条件要求更灵活化，是仪器发展的方向。

目前研究人员在测试储能材料的循环寿命的实验里，一般会用到两类仪器，一类是电池测试仪，另一种是电化学工作站。

电池测试仪适用性广且可满足多个器件同步测试的功能，在测试电池循环寿命时，一般会运用到此仪器。电池的循环寿命测试对充放电循环的次数要求较高，需要产生千次以上的充放电测试。充放电产生数据量较大，对于数据的处理与计算产生了一定的难度。

现有技术中，CN108489841公开一种相变材料冷热循环寿命测试装置与测试方法，仅能适配相变材料的冷热循环，CN109781579公开一种储氢材料循环寿命自动测试仪及测试方法，仅能测试储氢材料，所适配的储能材料都过于单一。在普通工作状态下，现有技术仪器都可以完成对应器件的循环寿命测试。但当测试者对测试器件电极种类要求较多且测试环境相对恶劣时，需要一种测试操作简便直观，便于携带的测试仪器，且电极多种测试体系与多个电极同步测试的功能可以同时兼顾。同时现有的仪器在测试循环寿命的次数达到上千次或更高时，因测得的数据过于冗余且会导致文件损坏。上述两件现有技术都无法同时测量多个材料，仪器本身的利用率大大降低，对于条件总体控制所需要的位置的固定要求较高；对于测试方式，仅满足与两电极体系或三电极体系的一种。

电化学工作站在测试循环寿命时能达到高精度，数据记录次数频繁且测试方法多样。但因其电流源个数有限，无法达到多个电极同步测试。且因其内部电路有一定局限性，只能用三电极测试体系方法来完成测试，所以限制了部分可测储能器件的种类。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，本发明公开一种储能材料循环寿命测试装置，利用电极的灵活性，完成多种储能材料循环寿命的测试；而本发明增加了多个通道，多个恒流源的使用提高了仪器的使用效率，更轻便灵活，无线传输的模式也增加了整个测试环境条件的灵活性，同时满足两种测试体系的测试方法。

一种储能材料循环寿命测试装置，包括上位机和测试箱；

上位机对测试条件数据和测试结果数据进行处理，测试箱完成储能器件电极的连接并对储能器件进行循环充放电测试；

上位机完成对测试箱所采集到的电压数据进行处理与计算；测试箱包含主控单元、变压模块、通道转换电路、测试方法转换模块、恒流源电路、器件电极模块、电压计算模块、电源电路和无线模块；