网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

极片电阻测试方法对比-四探针Vs两探针

0
分享至

锂离子电池电阻是衡量电池性能的重要的指标之一, 锂离子电池电阻的大小直接影响锂离子电池的容量、循环寿命及安全性能,影响锂离子电池电阻的因素有电极材料、配方、电解液、涂布匀浆工艺、极片电阻等 ,其中极片电阻反映了电极材料性能及配方的优劣 。通过极片电阻测试结果,一方面可用于匀浆涂布工艺及配方的改进,实现对材料体系的快速评价,另一方面能及时筛选分类并剔除电阻值较大的极片,不使之流入单体制造的工序,提升终端产品质量。本文通过四探针和两探针法测试极片电阻,探究两种测试方法对极片电阻测试结果的差异性。两种测试方法原理图如下:

图1.(a)两探针法原理图 图1.(b)四探针法原理图

其中两探针法测试时,端子置于样品两端,通过输入交流电压信号,采集样品两端的电流,从而得到样品电阻,通过换算关系得到样品电阻率;四探针法测试时四根探针置于样品表面,通过输入直流信号,采集探针间的电压信号,通过换算关系得到样品电阻率。

1、 实验设备与测试方法

✦ 1.1 实验设备

极片电阻仪,型号BER2500(IEST元能科技),电极直径14mm,可施加压强5~60MPa,设备外观如图2所示。

图2.(a)BER2500外观图

图2.(b)BER2500结构图

✦ 1.2 测试方法

在MRMS软件上设置测试压强、保压时间等参数,开始测试,软件自动读取极片厚度、电阻、电阻率、电导率等数据。

✦ 1.3 样品信息

选取正极极片cathode-1、cathode-2,负极极片anode-1、anode-2,纯膜样品,铝箔和铜箔,分别用两探针和四探针法测试极片电阻。




2、 实验数据分析

✦ 2.1 带箔材极片电阻测试分析

正极极片电阻测试时,从图3(a)中可以看出,对于小电阻极片cathode-1,四探针法测试的极片电阻率(2.1^10-6Ω*cm)与纯铝箔电阻率(2.884^10-5Ω*cm)相差约10倍,但对于阻值较大的极片cathode-2而言,四探针测试的极片电阻率为1.3316Ω*cm,远大于纯铝箔电阻率。图3(b)中,极片cathode-1两探针法测试的极片电阻率(1444.94Ω*cm)远大于铝箔电阻率(0.370026Ω*cm),同理对于大电阻极片cathode-2而言,两探针法测得电阻率也远大于铝箔电阻率;从图4(a)和(b)中可以看出,四探针和两探针测试负极极片电阻率时,同样也是对于小电阻极片,四探针法无法区分涂层的影响,只有电阻大的样品才能区分,而两探针可明显测出不同涂层与箔材的电阻差异。

图3.(a)四探针法正极极片电阻测试

图3.(b)两探针法正极极片电阻测试

图4.(a)四探针法负极极片电阻测试

图4.(b)两探针法负极极片电阻测试

✦ 2.2 无箔材纯膜电阻测试分析

对干法涂布的无箔材纯膜样品进行两种方法电阻测试,从图5可以看出:四探针法测试单层膜的电阻率(0.27Ω*cm)与双层膜测试的电阻率(0.26Ω*cm)几乎一样,且远大于纯铝箔电阻率(2.884^10-5Ω*cm)或者纯铜箔(1.832^10-5Ω*cm),两探针法测试单层膜的电阻率(1.27Ω*cm)与双层膜测试的电阻率(1.23Ω*cm)也几乎一样,但两探针的电阻率会大于四探针法。

图5. 四探针&两探针法纯膜电阻测试

✦ 2.3 机理分析

两种测试方法等效电路图如图6所示,图a代表的是两探针法测试极片电阻的电路图,从图中可看出电流电压是施加在样品垂直两端,得到的是极片R接触电阻、R涂层、R集流体的总电阻,再经过体电阻计算公式得到极片电阻率和电导率;图b是四探针法测试极片电阻的电路示意图,施加的电流是在样品表面,所以电流走向可分为路径1、2、3,当极片电阻较小时,电子大部分从路径2通过,极少部分通过路径1和3,测得的极片电阻与箔材电阻较近,当极片电阻较大时,电子往路径1通过的概率有所增大,此时测试的电阻值也增大,且用四探针法测试极片电阻时,由于测出绝对值较小,甚至到了μΩ级别,对仪表精度、量程及系统的压力控制稳定性要求也高,因此难以得到稳定的数据。综上所述,表征极片这种复合层级的电阻时,选两探针法比较合适。

图6.(a)两探针法电路示意图

图6.(b)四探针法电路示意图


3、 实验总结

本文对比四探针和两探针法极片电阻的差异,结果可知,测试带箔材的极片样品时,四探针法测试的电阻值远小于两探针法,且有时测出的电阻会几乎接近箔材的电阻,无法区分涂层的影响,另外由于四探针测出的数值很小,对仪表精度、量程及系统的压力控制稳定性要求也高,因此难以得到稳定的数据,只有测试不带箔材的涂覆层时,电阻数值才在欧姆级别。而两探针法测试得到的是极片的穿透总电阻,可显著区分涂层的差异,适合测试锂电以及超级电容器所有类型的极片。

参 考 文 献 1. Hiroki Kondo et al. Influence of the Active Material on the Electronic Conductivity of the Positive Electrode in Lithium-Ion Batteries. Journal of The Electrochemical Society, 2019,166 (8) A1285-A1290 2. B.G. Westphal et al. Influence of high intensive dry mixing and calendering on relative electrode resistivity determined via an advanced two point approach. Journal of Energy Storage 2017, 11, 76–85 3. Nils Mainusch et al. New Contact Probe and Method to Measure Electrical Resistances in Battery Electrodes Energy Technol. 2016, 4, 1550-1557

点下【分享】给小编加点料

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
不吹不黑,红军村现状究竟如何?乌军能否守得住?

不吹不黑,红军村现状究竟如何?乌军能否守得住?

史政先锋
2025-07-30 17:05:30
特大地震爆发!海啸瞬间淹没城市,日本遭殃,中国也危险了

特大地震爆发!海啸瞬间淹没城市,日本遭殃,中国也危险了

联友军事
2025-07-31 09:41:09
2024年结婚登记610.6万对

2024年结婚登记610.6万对

第一财经资讯
2025-07-30 23:05:39
18岁黄多多正式官宣出道,内娱小花们集体瑟瑟发抖!

18岁黄多多正式官宣出道,内娱小花们集体瑟瑟发抖!

玥来玥好讲故事
2025-05-19 21:20:33
公安部副部长、国家移民管理局局长王志忠:中国已经成为世界上口岸通关效率最高效的国家之一

公安部副部长、国家移民管理局局长王志忠:中国已经成为世界上口岸通关效率最高效的国家之一

新浪财经
2025-07-30 22:47:46
不走了!中超外援:中国太酷了,这是最棒的国家!盼留在这里踢球

不走了!中超外援:中国太酷了,这是最棒的国家!盼留在这里踢球

国足风云
2025-07-31 11:13:02
一开售就秒空,市民根本抢不到,网上却频现高价票,两名“黄牛”被判刑!

一开售就秒空,市民根本抢不到,网上却频现高价票,两名“黄牛”被判刑!

申消费
2025-07-31 10:08:59
最后2天,韩国主动致电中方,李在明没得选,对美献上10亿礼包

最后2天,韩国主动致电中方,李在明没得选,对美献上10亿礼包

阿天爱旅行
2025-07-31 08:09:42
克林顿:我一生有两件事感到很遗憾,一中国加入WTO,二我做错了

克林顿:我一生有两件事感到很遗憾,一中国加入WTO,二我做错了

趣文说娱
2025-07-24 17:22:53
悲哀:中国男足52岁名帅没落,曾是中超战术大师,已接近被淘汰

悲哀:中国男足52岁名帅没落,曾是中超战术大师,已接近被淘汰

国足风云
2025-07-31 14:11:21
刚刚确认!明天强势返场!网友:都过一半了,现在告诉我才真正开始?

刚刚确认!明天强势返场!网友:都过一半了,现在告诉我才真正开始?

FM93浙江交通之声
2025-07-31 13:21:40
世锦赛最新金牌榜及赛程:决6金 于子迪再战决赛!俄罗斯比肩美国

世锦赛最新金牌榜及赛程:决6金 于子迪再战决赛!俄罗斯比肩美国

求球不落谛
2025-07-31 07:48:12
柬埔寨 德崇扶南运河 挖了多少米了?原来洪家背弃信义,早停工了

柬埔寨 德崇扶南运河 挖了多少米了?原来洪家背弃信义,早停工了

小杨侃事
2025-07-30 09:19:41
科卡罗:梅西赛后就庆祝方式向我道歉了,他是历史最伟大球星

科卡罗:梅西赛后就庆祝方式向我道歉了,他是历史最伟大球星

雷速体育
2025-07-31 13:18:00
俄罗斯勘察加半岛突发8.7级地震,核潜艇基地或遭严重损毁

俄罗斯勘察加半岛突发8.7级地震,核潜艇基地或遭严重损毁

风向观察
2025-07-30 18:32:15
美国对等关税24小时后生效,中国对特朗普奉陪到最后一刻

美国对等关税24小时后生效,中国对特朗普奉陪到最后一刻

小陆搞笑日常
2025-07-31 15:14:58
被央视点名的洗洁精,不仅有毒还致癌?提醒:4种洗洁精尽量少用

被央视点名的洗洁精,不仅有毒还致癌?提醒:4种洗洁精尽量少用

DrX说
2025-07-31 12:43:41
打破惯例!广东开始第三次本科志愿征集,有学校竟还缺4670人

打破惯例!广东开始第三次本科志愿征集,有学校竟还缺4670人

凯旋学长
2025-07-31 12:13:08
为什么赌博最后只会输,因为你永远无法战胜“凯利公式”?

为什么赌博最后只会输,因为你永远无法战胜“凯利公式”?

小莜读史
2025-07-27 23:02:11
80年失踪已久的彭加木“现身”美国,中央严令:无论如何要找到他

80年失踪已久的彭加木“现身”美国,中央严令:无论如何要找到他

红色先驱
2025-01-13 09:11:58
2025-07-31 16:32:49
元能科技
元能科技
专注于锂离子检测设备的研发
294文章数 26关注度
往期回顾 全部

科技要闻

微软年赚1000亿美元,盘后市值冲破4万亿

头条要闻

情侣租户强占房子1年多 房东打开房门:正常人都受不了

体育要闻

梅西:今天赢球很重要 德保罗为球队带来很多东西

娱乐要闻

具俊晔墓地陪伴大S,汪家自身难保?

财经要闻

吴晓求刘煜辉对谈:讲透A股未来趋势

汽车要闻

连续掉头/丝滑避让 传祺向往S7辅助驾驶有点东西

态度原创

教育
房产
数码
亲子
艺术

教育要闻

高一数学基础题目求最小值,凑出四元基本不等式来解题!

房产要闻

突发!那位绿地海南的“男神”区域总被带走了!

数码要闻

消息称 AMD 下一代桌面 APU 沿用 Zen 4,是 8000G 马甲

亲子要闻

在幼儿园及义务教育阶段,北京将统筹考虑同一家庭子女“长幼随学”

艺术要闻

故宫珍藏的墨迹《十七帖》,比拓本更精良,这才是地道的魏晋写法