Sistema portátil de prueba de baterías con CV y EIS

Sistema portátil de prueba de baterías de doble canal con voltamperometría cíclica y EIS | TOB-CT-8002S-5V100mA-CV

Descripción general del producto y aplicaciones ideales

El TOB-CT-8002S-5V100mA-CV es un sistema portátil de prueba de baterías de doble canal que integra ciclos de carga-descarga,ciclado, voltamperometríacíclica (CV), Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS), voltamperometría de barridolineal (LSV) y pruebas de DCIR (resistencia interna de corriente continua) en un solo dispositivo compacto. Diseñado para investigadores que necesitan un ciclado de baterías que puedan llevar en un bolso, el sistema se alimenta a través de un puerto Type-C (5 V / 2 A, protocolo PD) y se conecta a una computadora central mediante Ethernet o USB-Type-C, lo que lo convierte en una solución plug-and-play para la evaluación del rendimiento de las baterías.

El TOB-CT-8002S-5V100mA-CV opera dentro de un rango de voltaje de ±5 V y ofrece seis rangos de corriente seleccionables desde 0.1 mA hasta 100 mA, cubriendo las necesidades de medición de celdas tipo moneda, celdas tipo bolsa pequeñas y semiceldas de material de electrodo. Cada uno de los dos canales se controla de forma independiente a través de una estructura de doble bucle cerrado de corriente constante/voltaje constante con conexión de cuatro hilos para una detección precisa de voltaje y corriente. La resolución AD/DA es de 24 bits / 16 bits, la frecuencia de muestreo alcanza los 1000 Hz, y el tiempo de subida de corriente y el tiempo de transición de carga/descarga son ambos ≤ 20 µs, especificaciones que admiten mediciones transitorias rápidas, incluyendo pruebas de pulso y análisis de DCIR.

Un diferenciador clave del TOB-CT-8002S-5V100mA-CV es su funcionalidad integrada de CV y LSV. Al combinar la voltamperometría cíclica con las pruebas tradicionales de carga-descarga en un solo dispositivo portátil, los investigadores pueden realizar tanto la caracterización electroquímica como la evaluación de ciclado sin mover la celda entre instrumentos separados, ahorrando tiempo y evitando el riesgo de alterar la celda durante el traslado.

Ideal para:

• Investigadores académicos e industriales de baterías que realizan voltamperometría cíclica, ciclados de carga-descarga y pruebas de DCIR en celdas tipo moneda y celdas tipo bolsa pequeñas.
• Laboratorios de evaluación de materiales de electrodos que necesitan caracterizar nuevas formulaciones de cátodo, ánodo o electrolito con CV y ciclados galvanostáticos en el mismo dispositivo.
• Investigadores que requieren un probador de baterías portátil o que ahorre espacio, que pueda transportarse fácilmente entre laboratorios o utilizarse en una configuración adyacente a una caja de guantes.
• Laboratorios de control de calidad que prueban celdas de formato pequeño donde la corriente máxima de 100 mA y el rango de ±5 V son suficientes.

¿Necesita confirmar si el rango de corriente y la ventana de voltaje del TOB-CT-8002S-5V100mA-CV coinciden con los requisitos de prueba de su celda o material? Comuníquese con nuestros ingenieros de pruebas de baterías con su protocolo de prueba.

Dónde encajan las pruebas portátiles en la investigación de baterías y el control de calidad

En la investigación de baterías, un flujo de trabajo de prueba típico implica varias mediciones distintas: voltamperometría cíclica para identificar reacciones redox y evaluar la estabilidad electroquímica, ciclados de carga-descarga para medir la capacidad y la vida útil del ciclo, y pruebas de DCIR para evaluar la resistencia interna y la capacidad de potencia. En un laboratorio convencional, estas pruebas requieren instrumentos separados, y la celda debe moverse físicamente entre ellos, un proceso que puede introducir variabilidad en la medición y riesgos de alterar un ensamblaje de celda delicado.

El TOB-CT-8002S-5V100mA-CV consolida estas mediciones en un solo dispositivo portátil. El flujo de trabajo de investigación se convierte en:

• Ensamblaje de la celda: La celda tipo moneda, celda tipo bolsa o semicelda se ensambla (típicamente en una caja de guantes para materiales sensibles a la humedad).
• Voltamperometría cíclica: Se ejecuta la prueba de CV para caracterizar el comportamiento redox del material del electrodo, identificar la ventana de voltaje de trabajo y detectar cualquier reacción secundaria irreversible.
• Formación y ciclado: La celda se carga y descarga a través de la secuencia de corriente constante/voltaje constante para formar la SEI y medir la capacidad.
• Pruebas de DCIR: La resistencia interna se mide en puntos de muestreo definidos por el usuario para evaluar la capacidad de potencia y el estado de salud de la celda.
• Análisis de capacidad diferencial:Las curvas de capacidad diferencial de DCIR proporcionan información adicional sobre las transiciones de fase y los mecanismos de degradación.

Debido a que toda la secuencia se puede ejecutar en el TOB-CT-8002S-5V100mA-CV sin mover la celda, las condiciones de medición son consistentes en todo momento, y el investigador obtiene una imagen electroquímica completa de la celda desde un solo dispositivo.

Cómo funciona el sistema portátil de prueba de baterías

El TOB-CT-8002S-5V100mA-CV realiza pruebas de baterías a través de una arquitectura de medición electroquímica de precisión:

1. Estructura y control de canales:
   Cada uno de los dos canales está construido alrededor de una fuente de corriente constante y una fuente de voltaje constante en una estructura de doble bucle cerrado, con control de canal independiente. La conexión de cuatro hilos (Kelvin) separa los cables que transportan corriente de los cables de detección de voltaje, eliminando la influencia de la resistencia del cable y de contacto en el voltaje medido. Por lo tanto, la detección y el muestreo de voltaje/corriente reflejan el estado real de la celda.
2. Pruebas de CV y LSV:
   La función de CV barre el voltaje de la celda linealmente entre límites definidos por el usuario mientras registra la corriente resultante, produciendo las curvas características de corriente-voltaje (I-V) que revelan los picos de oxidación y reducción. La función de LSV (voltamperometría de barrido lineal) realiza un barrido lineal en una sola dirección. La capacidad integrada de CV/LSV permite al TOB-CT-8002S-5V100mA-CV completar la caracterización electroquímica sin un potenciostato separado.
3. Pruebas de carga-descarga y pulso:
   El sistema admite corriente constante, voltaje constante, corriente constante-voltaje constante, potencia constante, descarga de resistencia constante, carga/descarga de pulso, prueba de CV, rampa de corriente, rampa de voltaje y carga/descarga en modo de seguimiento. La función de pulso admite un ancho de pulso mínimo de 5 ms, con hasta 32 pulsos diferentes por paso y conmutación continua entre carga o entre pulsos de descarga dentro de un solo paso de pulso. El rango de tiempo del paso se extiende a 365 × 24 horas por paso con un formato de tiempo de resolución de milisegundos.
4. Pruebas de DCIR y capacidad diferencial:
   La prueba de DCIR admite puntos de muestreo personalizados para el cálculo de la resistencia interna, y las curvas de capacidad diferencial de DCIR proporcionan un análisis avanzado de la respuesta electroquímica de la celda.
5. Adquisición de datos y comunicación:
   Los convertidores AD de 24 bits / DA de 16 bits y la frecuencia de muestreo de 1000 Hz (intervalo mínimo de 1 ms) capturan eventos transitorios rápidos. El sistema se comunica con la computadora central a través del protocolo TCP/IP (Ethernet) o USB-TypeC, y el software central gestiona los datos de prueba mediante una base de datos MySQL, con formatos de salida que incluyen EXCEL, TXT, GRAPH, PDF y CSV.

Características de ingeniería clave del TOB-CT-8002S-5V100mA-CV

• CV, LSV, carga-descarga y DCIR integrados en un dispositivo portátil
  La característica definitoria del TOB-CT-8002S-5V100mA-CV es la integración de voltamperometría cíclica y voltamperometría de barrido lineal con el ciclado de baterías convencional y las pruebas de DCIR. Los investigadores pueden completar la caracterización electroquímica y las pruebas de rendimiento en un solo dispositivo, eliminando el tiempo y el riesgo asociados con el traslado de celdas entre instrumentos separados.
• Verdadera portabilidad: cabe en un bolso de mano
  La carcasa de doble canal mide solo 127 × 226 × 48 mm y se alimenta a través de un puerto Type-C (5 V / 2 A, protocolo PD). El sistema es genuinamente portátil, lo que permite llevarlo entre laboratorios, usarlo en ubicaciones de campo o colocarlo cerca de una caja de guantes sin necesidad de un banco dedicado o una toma de corriente de alta potencia.
• Seis rangos de corriente que cubren de 0,1 mA a 100 mA
  Los seis rangos de corriente seleccionables (0,1 mA, 1 mA, 5 mA, 10 mA, 50 mA, 100 mA) brindan la flexibilidad para probar todo, desde medias celdas de material de electrodo pequeñas hasta celdas de moneda más grandes y celdas tipo bolsa pequeñas. El rango de ±5 V se adapta a la mayoría de las químicas de baterías de iones de litio, iones de sodio y otras.
• Alta precisión (±0,01 % de FS para voltaje y corriente)
  La precisión del voltaje es de ±0,01 % de fondo de escala con una estabilidad del 0,02 % de FS, y la precisión de la corriente es de ±0,01 % de FS con una estabilidad del 0,02 % de FS. La precisión de la potencia es de ±0,02 % de FS con una estabilidad del 0,04 % de FS. La resolución AD de 24 bits / DA de 16 bits y la impedancia de entrada ≥1 GΩ garantizan mediciones fiables y de alta resolución.
• Respuesta transitoria rápida para pruebas de pulso y DCIR
  El tiempo de subida de corriente es ≤ 20 µs (10 %–90 % de FS) y el tiempo de transición de carga/descarga es ≤ 20 µs (−90 % a 90 % de FS), con una frecuencia de muestreo de 1000 Hz. Estas especificaciones admiten pruebas de pulso precisas con un ancho de pulso mínimo de 5 ms y mediciones de DCIR fiables en puntos de muestreo definidos por el usuario.
• Protección integral para una operación segura y sin supervisión
  El sistema proporciona protección tanto por software como por hardware. La protección por software incluye protección de datos ante fallos de alimentación, una función de prueba fuera de línea y condiciones de seguridad configurables (límites superior/inferior de voltaje, límites superior/inferior de corriente, límite superior de capacidad, tiempo de retardo y protección de variables personalizadas). La protección por hardware incluye protección contra conexión inversa, sobrevoltaje, sobrecorriente, sobretemperatura y parada de emergencia.
• Programación de pruebas flexible y gestión de datos
  Los modos de trabajo incluyen carga-descarga de corriente/voltaje/potencia constante, ciclado de pulso, descarga de resistencia constante, CV, rampa de corriente, rampa de voltaje y modo de seguimiento. Las condiciones de corte incluyen voltaje, corriente, tiempo relativo, capacidad, energía, −ΔV y variables personalizadas. El rango de prueba de ciclo es de 1 a 65535 ciclos con hasta 255 pasos por ciclo y menos de 10 niveles de anidamiento de ciclos, lo que proporciona una gran flexibilidad para protocolos de prueba complejos.

Especificaciones técnicas

Modelo de equipo

Elementos de especificación

Voltaje

Corriente

Potencia

Tiempo

Modos de trabajo

Ciclos

Protección

Requisitos de comunicación y configuración informática

Requisitos del entorno de trabajo del equipo

Especificaciones y dimensiones de los accesorios

Preguntas frecuentes técnicas

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la función CV de este dispositivo y un potenciostato dedicado?

La función CV del TOB-CT-8002S-5V100mA-CV realiza barridos de potencial lineal y registra la corriente resultante, generando las curvas I-V utilizadas para identificar picos redox y evaluar la estabilidad electroquímica. Si bien un potenciostato dedicado puede ofrecer rangos de velocidad de escaneo más altos y técnicas electroquímicas adicionales (EIS, etc.), la CV integrada en el TOB-CT-8002S-5V100mA-CV proporciona la capacidad principal de voltamperometría cíclica necesaria para la caracterización de materiales de baterías dentro de un único dispositivo portátil.

P2: ¿El TOB-CT-8002S-5V100mA-CV puede probar celdas completas de iones de litio o se limita a mediaceldas?

El sistema puede probar cualquier celda o material dentro de su rango de ±5 V y su rango de corriente de 0,1–100 mA. Se pueden probar tanto mediaceldas (p. ej., litio metálico frente a material de electrodo) como celdas completas (cátodo frente a ánodo), siempre que los requisitos de voltaje y corriente de la celda estén dentro de las especificaciones del instrumento. El tipo de soporte debe seleccionarse de acuerdo con el formato de la celda.

P3: ¿Cómo se alimenta el dispositivo y requiere una fuente de alimentación independiente?

El dispositivo se alimenta a través de una entrada Type-C de 5 V / 2 A (protocolo PD). Se puede alimentar mediante un cargador Type-C estándar compatible con PD o una batería externa (power bank), lo que mejora aún más su portabilidad. No se requiere una fuente de alimentación independiente de alto voltaje.

P4: ¿Cuál es el número máximo de ciclos y pasos que puedo programar?

El rango de prueba de ciclos es de 1–65535 ciclos, con hasta 255 pasos por ciclo y menos de 10 niveles de anidamiento de ciclos. Esto proporciona una flexibilidad sustancial para protocolos de prueba complejos, incluidas programaciones de formación multietapa seguidas de ciclado a largo plazo.

P5: ¿Cómo protege el dispositivo a la celda y a sí mismo durante las pruebas?

El dispositivo proporciona protección de doble capa. La protección por software incluye protección de datos ante fallos de energía, función de prueba sin conexión y condiciones de seguridad configurables (límites de voltaje/corriente/capacidad, tiempo de retardo, variables personalizadas). La protección por hardware incluye protección contra conexión inversa, sobrevoltaje, sobrecorriente, sobretemperatura y parada de emergencia. Estas protecciones permiten que el dispositivo funcione de manera segura y conserve los datos durante pruebas no supervisadas de larga duración.

¿Listo para agregar un sistema portátil de prueba de baterías con función CV a su caja de herramientas de investigación? Solicite una cotización para el TOB-CT-8002S-5V100mA-CV, especificando su tipo de soporte (pila de botón, pinza de cocodrilo o celda pouch) y la configuración del equipo host. Nuestros ingenieros de pruebas de baterías pueden asesorarle sobre la configuración del protocolo de prueba para su celda o material específico.

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