吉時(shí)利Keithley 2460觸摸屏數(shù)字源表

利用吉時(shí)利2450或2460型觸摸屏數(shù)字源表，實(shí)現(xiàn)可充電電池的充電/放電（賈法尼）電池循環(huán)

可充電電池或二次電池常用來取代電子設(shè)備，如筆記本電腦、視頻游戲控制器、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和遙控器中使用的一次性電池。為了改進(jìn)或取代現(xiàn)有電池技術(shù)，研究人員正在研究延長電池壽命同時(shí)降低充電電池成本的方法。常見的可充電電池種類包括鋰離子電池、鎳氫電池和鎳鎘電池。通常利用放電和充電循環(huán)來對二次電池特征進(jìn)行測試。循環(huán)測試提供電池的有關(guān)信息，如內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)、容量、可用周期數(shù)及壽命。在生產(chǎn)測試中，往往通過充電/放電循環(huán)來驗(yàn)證電池的性能指標(biāo)，并確保其沒有缺陷。

典型的電池充電/放電測試設(shè)置通常包括可編程電源、電子負(fù)載、電壓表和電流表。這些系統(tǒng)需要眾多軟件和硬件配置，以實(shí)現(xiàn)工作測試臺中所有儀器的同步。

另一個(gè)方案是使用恒電位儀或恒電流儀，這些都是電化學(xué)研究中常用的儀器。恒電位儀是一種用于控制兩個(gè)電極之間電壓差的電子儀器，通常是一個(gè)工作電極和一個(gè)輔助電極。恒電流儀是一種控制和測量儀器，能夠使通過電化學(xué)電池的電流保持恒定。對通過電池（如充電電池）的電流進(jìn)行控制比對電極電勢進(jìn)行控制更容易。

遺憾的是，使用恒電位儀或恒電流儀存在著諸多不足。
許多這類儀器沒有顯示屏，或者許多控制旋鈕需與指定軟件一起才能在用戶計(jì)算機(jī)上運(yùn)行具體測試。如果用戶想改變測試，或者將設(shè)備重新用于預(yù)先測試清單中不包括的應(yīng)用時(shí)用戶通常無法進(jìn)行控制的。如果不能利用源代碼或編程命令，那么用戶就不能執(zhí)行定制的測試，也不能將設(shè)備重新?lián)碛袑?shí)驗(yàn)室中的其他應(yīng)用(如基本的I-V曲線)。

許多恒電位儀或恒電流儀的電流或電壓源輸出能力有限。恒電
流儀電流在灌電流（放電）或拉電流（充電）模式時(shí)，其電流往往在數(shù)百毫安以內(nèi)。大電流方案可能無法實(shí)施灌電流。利用稱作“源測量單元”(SMU) 或“數(shù)字源表®儀器”的儀器，可以簡化電池測試。數(shù)字源表是一種能夠源和測量電流和電壓的測試儀器。吉時(shí)利2450和2460型數(shù)字源表源測量單元(SMU) 儀器具有拉/灌電流以及測量電壓和電流的靈活性，使得它們非常適合電池的電流循環(huán)方案。利用2450或2460型儀器，用戶只需設(shè)置一部儀器而非整架設(shè)備。因此，2450或2460型儀器可以通過拉電流為電池充電，通過消耗功率為電池放電，并對電壓和負(fù)載電流進(jìn)行監(jiān)控。

電池充電/放電
恒定電流充電和放電的速率定義為電池容量，即電池可以存儲的電荷數(shù)量。電池容量由可用毫安小時(shí)(mAH)來說明，應(yīng)當(dāng)用放電或負(fù)載、電流來表示。在1小時(shí)內(nèi)對整個(gè)電池進(jìn)行放電時(shí)的放電電流稱為C速率。例如，額定1000mAH的電池，如果以1C速率放電，那么它在1小時(shí)的輸出即為1000mA。如果500mAH電池在50mA時(shí)放電，然后以C/10(0.1C)速率放電，那么它可以作為50mA源供電10小時(shí)。