篇一：锂离子电池的制备合成及性能测定实验报告
实验二锂离子电池的制备合成及性能测定
一.实验目的
1.熟悉锂离子电极材料的制备方法，掌握锂离子电极材料工艺路线；
2.掌握锂离子电池组装的基本方法；
3.掌握锂离子电极材料相关性能的测定方法及原理；
4.熟悉相关性能测试结果的分析。二.实验原理
锂离子电池的结构与工作原理：所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。以licoo2为例：⑴电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3v且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如licoo2、linio2、limn2o4、lifepo4。⑵为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括sno、sno2、锡复合氧化物snbxpyoz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2＋3x＋5y)/2)等。三.实验装置及材料
1.实验装置：
恒温槽，冰箱，搅拌器，管式电阻炉，真空干燥箱，鼓风干燥箱，铁夹，分液漏斗，研钵，烧杯，ph试纸，循环水真空泵，漏斗，抽滤瓶，滤纸，玻璃皿，温度计；
2.实验材料：
乙醇，醋酸镍，醋酸钴，醋酸锰，碳酸钠，去离子水，氨水，乙炔黑，pvdf，nmp，lioh；
四.实验内容及步骤
1.样品的制备及准备
碳酸盐共沉淀法制备lini1/3co1/3mn1/3o2：分别称取摩尔比为1：1：1的醋酸镍(ni(ch3coo)2·4h2o)、醋酸钴 (co(ch3coo)2·4h2o)、醋酸锰 (mn(ch3coo)2·4h2o)，用去离子水溶解，溶液金属离子总浓度为1mol·l-1。快速搅拌的同时逐滴加入na2co3溶液，用nh3·h2o 控制反应的ph值在8～12之间，温度恒定在40～80℃之间，生成有着均匀阳离子分布的三元混合碳酸盐ni1/3co1/3mn1/3co3，反应完成后继续陈化18h。将所得碳酸盐沉淀过滤，并用去离子水多次洗涤，以彻底除去所残留的锂盐、钠盐。然后将沉淀物置于鼓风烘箱中85℃干燥12h。干燥后按化学计量比1:1.05与 lioh·h2o在研钵中彻底混合，将沉淀物干燥后置于电阻炉中，在空气氛围下于600℃-900℃烧结。
2.组装模拟电池
按80:10:10（wt%）称取所制备的活性物质lini0.4co0.2mn0.4o2、乙炔黑、粘接剂pvdf，将前两者充分混合后加入到溶解了pvdf的nmp中，充分混合调至糊状后将其均匀地涂布在铝箔上，然后于真空干燥箱中120℃干燥4h后取出，裁成直径为1.2cm的圆片。以金属锂片为负极，celgard2400微孔聚丙烯膜为隔膜，以1mol/l lipf6/ec+dmc+emc (1:1:1体积比)为电解液，在充满氩气的手套箱中组装成cr2025型扣式电池，然后静置一段时间即可测试。 3.循环性能的测定
(1)连接模拟电池与测试装置：循环伏安法测试采用三电极实验电池体系进行，三电极实验电池体系依次放入锂对电极、锂参比电极、膈膜及制备好的正极，加入电解液，再组装成三电极实验电池；测试仪器采用上海辰华仪器公司的chi660a电化学工作站；（2）置试验参数：
锂离子电池：以0.1c恒流充电至4.5， 1c恒流放电，终止电压为3.0v的放电制度开始试验；（3）验结果保存及处理。四.实验测定结果及分析
1.循环性能的测定
(1)锂离子电极材料的循环伏安曲线图（a）
图（b）
(2)测定结果分析
图（a）、图（b）是lini1/3co1/3mn1/3o2作为锂离子电池电极材料的循环伏安图，
扫描电压范围是1.0v~5.0v，首次扫描的主要阴极峰出现在3.9v，所对应的是第一个锂的嵌入过程，但是这个峰在后来的一周扫描过程中消失了，表明这个过程是不可逆的，说明锂的嵌入反应机理发生了明显的改变。第二周之后的循环伏安图与第二周基本相似，说明随后的反应可逆性好。2.交流阻抗的测定
(1)锂离子电极材料的交流阻抗图
1号电池的交流阻抗曲线
5号电池的交流阻抗曲线图
(2)测定结果分析由上面1号电池的交流阻抗曲线可以得出：前面的圆是表示电化学极化。它的半径比5号电池大，说明它的电荷迁移电阻较大。中间拐角是表征着混合控制，后面的斜线是表征着浓差极化，它的斜率比5号电池大，值大于1，说明它的扩散电阻大。电池性能比5号电池差。
由上面5号电池可以得出：前面的圆是表示电化学极化。它的半径比1号电池小，说明它的电荷迁移电阻较小。中间拐角是表征着混合控制，后面的斜线是表征着浓差极化，它的斜率接近1，说明它的扩散电阻比1号电池小，电池性能比较好。
3.比较说明工艺条件对电极材料循环性能的影响
①温度的影响。要选择适当的温度，过高或过低都会对它的循环性能有所影响。②电解液组成的影响。若电解液分解了将降低它的性能。③溶液ph值的影响。一般我们控制在10左右。
④抽滤的操作。多次用清水洗，去除其他杂质，以保证正极材料的质量。
⑤电极结构与电极材料的影响。若正极活性物质结构发生严重变化时，将降低电极材料的循环性能。
⑥粉体晶粒大小的影响。若粉体表面被研磨的不是很光滑细腻，则它的比表面积降低，因而影响它的循环性能。篇二：实验5 锂离子电池装配及表征----实验报告
实验5 锂离子电池装配及表征
一．锂离子电池的工作原理
锂离子电池是在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池基础上发展来的。在锂离子电池中，正极是锂离子嵌入化合物，负极是锂离子插入化合物。在放电过程中，锂离子从负极中脱插，向正极中嵌入，即锂离子从高浓度负极向低浓度正极的迁移；相反，在充电过程中，锂离子从正极中脱嵌，向负极中插入。这种插入式结构，在充放电过程中没有金属锂产生，避免了枝晶，从而基本上解决了由金属锂带来的安全问题。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间来回的嵌入和
脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”(rocking chair batteries)，它的工作原理如图 1.1所示。二．锂离子电池的制备工艺和需要注意的问题
1.制备工艺流程
配料----和膏-----涂板----干燥-----冲片-----压片-----扣式电池的组装（具体过程见讲义）2.需要注意的问题（思考题第一题）扣式锂离子电池制备工艺的关键是和膏、电极制备、电池装配及封口。研究发现, 和膏及电极制备工艺对活性物质是否掉粉有重要影响, 而电池的装配和封口工艺则是影响扣式锂离子电池充放电性能的主要因素。
（1）当正极原料配比固定时，对极片质量影响最大的便是搅拌过程，搅拌方法选择不好将会导致极片的导电性降低和极片掉粉，极片掉粉将会直接影响电池容量等。搅拌方式有超声波搅拌、磁力搅拌、强力搅拌以及手工研磨。经研究发现采用强力搅拌和超声波搅拌得到的极片质量最好，而在本实验中我们使用的搅拌效果最差的手工研磨，这很难得到好的结果。所以在和膏时要注意搅拌方式的选择。
（2）干燥温度和时间选择不适也会导致极片掉粉，干燥的目的是为了除去膏体中大量的溶剂nmp以及在配膏过程中吸收到的水分，温度和时间都应选择合适。（3）压片时压力要选择适中，压片的目的主要有两个: 一是为了消除毛刺, 使极片表面光滑、平整, 防止装配电池时毛刺穿透隔膜引起短路; 二是增强膏和集流体的强度, 减小欧姆电阻。压力过大时, 极片易发生
卷曲情况, 不利于电池装配, 甚至有可能把膏粘在磨具上,引起极片起皮;压力过小又起不到压片的作用; 压力适中时就可得到柔软性、附着力都较好的极片。
（4）经研究发现电池的充放电性能与电池装配和封口工艺有很大的关系，所以在电池装配过程中一定要做到稳中求快，避免出现短路现象。封口时一定要观察电池是否放平。
三．电池性能测试结果分析
1.比较两次交流阻抗结果及分析原因
z/ohm
z/ohm
z/ohm
z/ohm
用zview软件拟合得到曲线以及拟合曲线的等效电路模型模型中：rs为欧姆电阻
l主要由外部连接线路、负载及测量仪器等产生
cpe为常相位角元件
r1和r2分别为高频弧电阻（界面电阻）以及低频弧电阻（扩散电阻和活化电阻）可以看出拟合可信度很高，拟合模型准确。
z/ohm
z/ohm
z/ohm
z/ohm
（右图为作图放大后效果）
高频区圆弧反应了表面接触膜阻抗，中频区圆弧反映了界面处电荷转移阻抗，而低频区圆弧则反应了锂离子在正极材料中的迁移。
不完整半圆弧与实轴的第一个交点对应欧姆电阻rs；
与实轴两个交点之间的距离对应电极的界面电阻r1，它是衡量电极性能的好坏；（1）高频区反映了电荷转移过程，即锂离子从电极表面穿过固体电解质相界面（sei）以及sei膜与锂负极界面而迁移到材料体相的过程，其电化学阻抗为电荷转移电阻r1；半圆半径则反映了负极表面sei膜的厚度和电荷转移电阻r1的大小，可以看出经过充放电之后，还原产物以及其他因素会使sei膜变厚，阻抗会越来越大，导致锂离子在负极的拖嵌会越来越难，进一步引起电池容量的衰减。
（2）低频直线段代表锂离子扩散过程的warburg阻抗，可逆过程的warburg阻抗线段与实轴的夹角为45°，斜率越大对应的扩散阻抗越大，扩散过程越难进行。可以看出充放电后warburg阻抗减小，扩散阻力减小。
2.运用origin做出首次充放电曲线以及循环倍率曲线
voltage(v)
initial charge&discharge specific capacity(mah/g)
从首次充放电曲线中可以看出：充电容量为53mah/g，放电容量为23mah/gcharge&discharge specific capacity(mah/g)
cycle number
上图为电池在不同倍率条件下的放电容量循环图。测试扣式电池在2.5v-4.8v电压范围下0.2c 首次充放电、0.5c 10次循环和1c 2c 3c 5c 10c 每个倍率下5次倍率性能测试。图中显示随着电流密度的增大，材料的放电充电容量呈下降趋势，在第27次循环式，电池的容量已变为0.
但分析数据可知，电池容量太低，性能不是很好，原因是正极极片制作过程出问题，而且与电池装配和封口工艺有很大的关系。
3.分析cv曲线中氧化还原峰形成的原因,以及两次循环中峰位置和形状的变化?
-0.0006-0.0004
硅光电池的特性及其应用 一、实验目的 1、初步了解硅光电池机理 2、测量硅光电池开路电动势、短路电流、内阻和光强之间关系 3、在恒定光照下测量光电流、输出功率与负载之间关系 二、实验原理 在P 型半导体上扩散一薄层施主杂质而形成的p-n 结（如右图），由于光照，在A 、B 电极之间出现一定的电动势。在有外电路时，只要光照不停止，就会源源不断地输出电流，这种现象称为光伏效应。 实验表明：当硅光电池外接负载电阻L R ，其输出电压和电流均随L R 变化而变化。只有当L R 取某一定值时输出功率才能达到最大值m P ，即所谓最佳匹配阻值LB L R R ，而LB R 则取决于硅光电池的内阻Ri= SC OC I V ，因此OC V 、SC I 和i R 都是太阳能电池的重要参数。 FF 是表征硅光电池性能优劣的指标，称为填充因子。 FF 越大，硅光电池的转换效率越高。 FF= VocIsc Pm (1) 图b 是硅光电池的等效电路，在一定负载电阻L R 范围内硅光电池可以近似地视为一个电流源PS I 与内阻i R 并联，和一个很小的电极电阻S R 串联的组合。 三、实验内容 图a 开路电动势、短路电流 与光强关系曲线 图b 太阳能电池等效电路
1、测量开路电动势OC V 与光强D I 的关系，将数据记录表1，并绘制并绘制D I ～OC V 曲线。(将功能开关切换到OC V ) 2、短路电流SC I 的测量 将功能开关切换到SC I ，调节DC 0-1V 电源S U 输出，使微安表读数0I 为10.00-18.00μA （建议取10.00μA ）。 在某一光强D I 下，改变可调电阻R ，使流过检流计（G ）的电流G I 为零。此时AB 两点之间和AC 两点之间的电压应相等,即AB V =AC V 。因而I R=00r I ,即短路电流 SC I =I = R r I 0 0 (r 0为微安计内阻，为10K Ω) 测量不同光强下，短路电流SC I 与光强D I 的关系，将数据记入表2，并绘制SC I ～D I 曲线。 测量开路电压OC V 线路图 测量短路电流SC I 线路图
硅光电池特性测试实验报告 系别：电子信息工程系 班级：光电08305班 组长：祝李 组员：贺义贵、何江武、占志武 实验时间：2010年4月2日 指导老师：王凌波 2010.4.6
目录 一、实验目的 二、实验内容 三、实验仪器 四、实验原理 五、注意事项 六、实验步骤 七、实验数据及分析 八、总结
一、实验目的 1、学习掌握硅光电池的工作原理 2、学习掌握硅光电池的基本特性 3、掌握硅光电池基本特性测试方法 4、了解硅光电池的基本应用 二、实验内容 1、硅光电池短路电路测试实验 2、硅光电池开路电压测试实验 3、硅光电池光电特性测试实验 4、硅光电池伏安特性测试实验 5、硅光电池负载特性测试实验 6、硅光电池时间响应测试实验 7、硅光电池光谱特性测试实验 设计实验1：硅光电池光控开关电路设计实验 设计实验2：简易光照度计设计实验 三、实验仪器 1、硅光电池综合实验仪 1个 2、光通路组件 1只 3、光照度计 1台 4、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 5、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 6、三相电源线 1根 7、实验指导书 1本 8、20M 示波器 1台 四、实验原理 1、硅光电池的基本结构 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。 零偏反偏正偏 图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区 图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P型和N型半导体材料结合
锂电池是否是危险品
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锂电池是危险品吗？ 来源：吴江电池产品检测实验室| 时间:2011-9-8 20:49:00 | 【字号：大中小】 根据《联合国关于危险货物运输建议书规章范本》的规定，锂电池是列明危 险品被列为第9类危险品，其联合国编号情况如下：锂离子电池（包括锂离 子聚合物电池）（UN3480）、与设备一起包装的锂离子电池（包括锂离子聚 合物电池）（UN3481）、包含在设备中的锂离子电池（包括锂离子聚合物电 池）（UN3481）；锂原电池（UN3090）、与设备一起包装的锂原电池（UN3091） 以及包含在设备中的锂原电池（UN3091）。 联合国编 号 名称和说明类别或项别特殊规定包装规范 3090 锂金属电池组(包括锂合金电池 组)9 SP188 /SP230 /SP310 P903 3091 装在设备中的锂金属电池组或同 设备包装在一起的锂金属电池组 (包括锂合金电池组) 9 SP188 /SP230 /SP360 P903 3480锂离子电池组（包括聚合物锂离子电池）9 SP188 /SP230 /SP310 /SP348 P903
3481装在设备中的锂离子电池组或同 设备包装在一起的锂离子电池组 （包括聚合锂离子电池组） 9 SP188 /SP230 /SP348 /SP360 P903 但在一定条件下，锂电池可以作为不受限制的货物进行运输。 一. IMDG CODE（国际海运） PSN: BATTERY containing lithium. Class: 9 Un no.: 3090. Definition: 含有锂或锂合金的锂电池装在刚性金属体内,锂电池也可能装在设备中或设备中含 有锂电池. SP188: 满足以下, 可以按普货运输. 1. 对于液体阴极电池,含锂量不大于0.5g, 对于电池组, 总含锂量不超过1g;, 对于锂离子电池,不大于1.5g. 对于固体阴极电池,含锂量不超过1g, 对于电池组, 不超过2g.对于锂离子电池组, 不大于8克. 2. 液体的气密封口. 3. 电池隔开. 4. 电池组隔开.或装在设备中. 如超过以上1的规定,则: 1. 完全充电后,每个电池的阳极含锂量不超过5g.电池组不超过25g. 2. 通过联合国关于危险品运输的建议书中的38.3测试. 正确包装以防止短路. SP230: 满足以下,可以做为UN3090运. 1. 按38.3规定, 可以划为9类. 2. 不会突然爆裂. 3. 应防止短路设施. 4. 装有反向电流的有效设备. SP287.废话. 总之: 锂离子电池通过了38.3的测试,注意是通过,不是做过.而且, 锂的含量不要超过8G, 加上正确的包装防止短路等, 就可以按照非危险品运输.
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硅光电池实验课堂指导及实验报告要求 提示：本材料始终实验室保存，并供所有实验同学使用。保持材料的整洁，不作标记、批注。本周内实验中心将开始提供实验指导册，其中包含本材料内容。请及时与中心联系，tel：66366787。 硅光电池测量实验室 编号： 硅光电池基本特性研究 光电池又称光伏电池。光电池的种类较多，如硒光电池，氧化亚铜光电池，硫化铊光电池，锗光电池，硅光电池，砷化镓光电池等。其中硅光电池具有较多的优点，如性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、能量转换效率高、结构简单、重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便，因而得到广泛应用。本实验研究硅光．电池的基本特性。 硅光电池可以用作光信号探测器，在光电转换、自动控制和计算机输入和输出等现代化科学技术中发挥重要作用。另一方面硅光电池可将太阳能转换成电能，如果把许多硅光电池科学地串联或并联起来，可以建成太阳能发电站，为人类更有效地利用太阳能开辟新道路。 本实验要求通过对硅光电池基本特性的测量，了解和掌握其特性及有关的测量方法，进而对日益广泛使用的各种光
电器件有更深入的了解。 实验原理在P型硅片上扩散一层极薄的N型层，形成PN结，再在该硅片的上下两面各制一个电极，这样构成了硅光电池，如图一所示。负极增透膜N型PN结P型正极图一硅光电池的结构及符号当光照射在硅光电池的光照面上时，若入射光子能量大于硅的能隙时，光子能量将被半导体吸收，产生电子－空穴对。它们在运动中一部分重新复合，其余部分在到达PN结附近时受PN结内电场的作用，空穴向P 区迁移，使P区显示正电性，电子向N区迁移，使N区带负电，因此在PN结上产生了电动势。如果在硅光电池两端连接电阻，回路内就形成电流，这是硅光电池发生光电转换的原理。 硅光电池(以下简称光电池)的简化等效电路如图二所示。 1．在无光照时，光(生)电流Iph0，光电池可以简化为二极管。根据半导体理论，流经二 极管的电流Id与其两端电压的关系符合以下经验公式2 IdII0eV1 式中和I是常数。 0IdI+IphIphV-图二光电池简化等效电路图三光电池等效为二极管2．有光照时，Iph>0，光电池端电压与电流的关系为：IIdIphI0eV1Iph ，可以得到以下结论：①当外电路短路时，短路电流IscIph，光电流全部流向外电路。②当外
综合设计实验小论文 硅光电池特性研究
摘要:当今世界能源日益短缺，开发太阳能资源成为世界各国能源发展的主要课题。硅光电池可将太阳能转换为电能，实现太阳能的利用。本实验的目的主要是探讨太阳能电池的基本特性，测量太阳能电池下述特性：1、在没有光照时，太阳能电池主要结构为一个二极管，测量该二极管在正向偏压时的伏安特性曲线，并求得电压和电流关系的经验公式。2、测量太阳能电池在光照时的输出特性并求得它的短路电流( I SC)、开路电压( U OC)、最大输出功率 P m及填充因子 FF，填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。3、光照效应：（1）测量短路电流 I SC和相对光强度J /J0之间关系，画出 I SC与相对光强J /J0之间的关系图。（2）测量开路电压U OC和相对光强度J /J0之间的关系，画出U OC与相对光强J /J0之间的关系图 关键字:硅光电池 PN结相对光强开路电压短路电流 1 实验原理 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深入学习硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池的机理。 1.1 PN结的形成及单向导电性 如果采用某种工艺，使一块硅片的一边成为P型半导体，另一边为N型半导体，由于P区有大量空穴（浓度大），而N区的空穴极少（浓度小），因此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散，并与N区的电子复合，在交界面附近的空穴扩散到N区，在交界面附近一侧的P区留下一些带负电的三价杂质离子，形成负空间电荷区。同样，N区的自由电子也要向P区扩散，并与P区的空穴复合，在交界面附近一侧的N区留下一些带正电的五价杂质离子，形成正空间电荷区。这些离子是不能移动的，因而在P型半导体和N型半导体交界面两侧形成一层很薄的空间电荷区，也称为耗尽层，这个空间电荷区就是PN结。正负空间电荷在交界面两侧形成一个电场，称为内电场，其方向从带正电的N区指向带负电的P区，如图1所示。空间电荷区的内电场一个方面对多数载流子的扩散运动起阻挡作用，另一方面对少数载流子（P区的自由电子和N区的空穴）起推动作用，使它们越过空间电荷区进入对方区域。少数载流子在内电场作用下的定向运动称为漂移运动。在一定条
硅光电池基本特性的研究 太阳能是一种清洁能源、绿色能源，许多国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究和利用。硅光电池是一种典型的太阳能电池，在日光的照射下，可将太阳辐射能直接转换为电能，具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，转换效率高，能耐高温辐射等一系列优点，是应用极其广泛的一种光电传感器。因此，在普通物理实验中开设硅光电池的特性研究实验，介绍硅光电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。 [实验目的] 1．测量太阳能电池在无光照时的伏安特性曲线； 2.测量太阳能电池在光照时的输出特性，并求其的短路电流I SC、开路电压 U OC、最大FF 3.测量太阳能电池的短路电流I及开路电压U与相对光强J /J0的关系，求出它们的近似函数关系； [实验原理] 1、硅光电池的基本结构 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。 零偏反偏正偏 图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区 图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P型和N型半导体材料结合时，由于P型材料空穴多电子少，而N型材料电子多空穴少，结果P 型材料中的空穴向N型材料这边扩散，N型材料中的电子向P型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P型区出现负电荷，N型区带正电荷，形成一个势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。当PN 结反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当PN结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，
234 实验五十二 硅光电池特性的研究 一、实验目的 1．掌握PN 结形成原理及其工作机理； 2．了解LED 发光二极管的驱动电流 和输出光功率的关系； 3．掌握硅光电池的工作原理及其工 作特性。 二、仪器设备 1．TKGD ―1型硅光电池特性实验仪； 2．信号发生器； 3．双踪示波器。 三、实验原理 1．引言 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太 阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电 探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原 理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN 结原理 ﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。 图1是半导体PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗 尽区，当P 型和N 型半导体材料结合时，由于P 型材 料空穴多电子少，而N 型材料电子多空穴少，结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散，N 型材料中的 电子向P 型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷，N 型区带正电荷，形成一个 势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN 结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。当PN 结反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当PN 结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，势垒削弱，使载流子扩散运动继续形成电流，此即为PN 结的单向导电性,电流方向是从P 指向N 。 2.LED 的工作原理 当某些半导体材料形成的PN 结加正向电压时,空 穴与电子在PN 结复合时将产生特定波长的光，发光的 波长与半导体材料的能级间隙E g 有关。发光波长λp 可由下式确定： 式(1)中h 为普朗克常数，c 为光速。在实际的半导体 材料中能级间隙E g 有一个宽度，因此发光二极管发出 光的波长不是单一的，其发光波长半宽度一般在25～ 40nm 左右，随半导体材料的不同而有差别。发光二极 管输出光功率P 与驱动电流I 的关系由下式决定： 式(2)中，η为发光效率，E p 是光子能量，e 是电荷常数。 输出光功率与驱动电流呈线性关系，当电流较大时由于PN 结不能及时散热，输出光功率可能会趋向饱和。本实验用一个驱动电流可调的红色超高亮度发光二极管作为实验用光源。系统采用的发光二极管驱动（1） （2） g p E hc /=λe I E p p /η= 零偏 反偏 正偏 图 1. 半导体PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区 图 3. LED 发光二极管的正弦信号调制原理
1、学习掌握硅光电池的工作原理 2 3、掌握硅光电池基本特性测试方法 4 二、实验内容 1、硅光电池短路电路测试实验 2 3、硅光电池光电特性测试实验 4 5、硅光电池负载特性测试实验 6 7、硅光电池光谱特性测试实验 三、实验仪 器 、学习掌握硅光电池的基本特 性 1 、硅光电池综合实验仪 1 个 2、光通路组件 1 只 3、光照度计 1 台 4、 2#迭插头对（红色， 50cm) 10 根 四、 实验原理 1、硅光电池的基本结构 零偏 反偏 、硅光电池伏安特性测试实验 、硅光电池时间响应测试实验 5 、 2#迭插头对（黑色， 50cm) 10 根 6、 三相电源线 1 根 7、 实验指导书 1 本 8、 20M 示波器 1 台 正偏 实验系列四、硅光电池特性测试 实验 光通路组件 功能说明： 分光镜： 50%透过 50%反射镜，将平行光一半给照度计探头，一半给等测光器件，实验测试 方便简单，照度计可实时检测出等测器件所接收的光照度。 一、实验目的 光调制控制输入端 图 2 硅光电池光通路组件 图 2-1. 半导体 PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下 、硅光电池开路电压测试实验
2、硅光电池的工作原理 硅光电池是一个大面积的光电二极管， 它被设计用于把入射到它表面的光能转化为电能， 因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等的能源。 当半导体 PN 结处于零偏或反偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场，当有光照时，入 射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带， 激发出的电子空穴对在内电场作用下分别飘 移到 N 型区和 P 型区， 当在 PN 结两端加负载时就有一光生电流流过负载。 流过 PN 结两端的 电流可由式 1 确定 eV I I s (e kT 1) I p 式( 1)中 Is 为饱和电流， V 为 PN 结两端电压， 从式中可以看到，当光电池处于零偏时， V=0，流过 时(在本实验中取 V=-5V)，流过 PN 结的电流 I=Ip-Is 光电池必须处于零偏或反偏状态。光电池处于零偏或反偏状态时，产生的光电流 光功率 Pi 有以下关系： I p RP i 电压表如显示不( b 同) 的电压值。即为硅光电池的开路电压特性。 (4) 伏安特性 在硅光电池输入光强度不变时， 测量当负载一定 的范围内变化时， 光电池的输出电压及 电流随负载电阻变化关系曲线称为硅光电池的伏安特性。 (5) 负载特性 ( 输出特性 ) 在内电场作用下， 入射光子由于内光电效应把处于介带中的束缚电子激发到导带， 而产 生光伏电压， 在光电池两端加一个负载就会有电流流过， 当负载很小时， 电流较小而电压较 大；当负载很大时，电流较大而电压较小。实验时可改变负载电阻 RL 的值来测定硅光电池 的负载特性。 (5) 光谱特性 一般光电池的光谱响应特性表示在入射光能量保持一定的条件下， 光电池所产生短路电 流与入射光波长之间的关系。一般用相对响应表示，实验中硅光电池的响应范围为 400~1100nm ，峰值波长为 800~900nm ，由于实验仪器所提供的波长范围为 400~650nm ，因此， 实验所测出的光谱响应曲线呈上升趋势 五、实验步骤 1、硅光电池短路电流特性测试 (1) T 为绝对温度， Ip PN 结的电流 I=Ip ； ，因此，当光电池用作光电转 换器时， 为产生的光电流。 当光电池处Ip 与输入 (2) 3、硅光电池的基本特 性 (1) (2) 短路电流 不同的光照的作用下， 开路电压 毫安表如显示不同的电流值。即为硅光电池的短路电流特性。 (3) 不同的光照的作用下， 光照特性 光电池在不同 光照度下， 其光电流和光生电动势是不同的， 硼扩散层 N 型硅片
福州大学化学化工学院 本科实验报告 课程名称：综合化学实验 实验项目名称：锂离子电池的制备及性能测试实验室名称：六号楼206 学生姓名：陈世昌 学号：11S040902103 学生所在学院：化学化工学院 年级、专业：09级化学类 实验指导教师：郭永榔 2012年10 月8 日
一、实验目的 传统使用的小型可充电电池是镍镉电池，随着便携式电子产品对电池性能要求的不断提高，人们对环境意识的不断增强，对环境友好、性能更优良的绿色电源越来越迫切。与镍镉电池、金属氢化物电池、铅酸蓄电池及可充碱性电池等传统电池相比，可充锂离子电池能量密度大（约为镍镉电池的两倍），循环寿命长，工作电压高（3.6V），环境污染小，已经广泛应用于手机、计算机，便携式电子电器，数码产品等电源，有望成为动力车的理想动力电源。锂离子电池技术是 21 世纪具有战略意义的军民两用技术以及在电子信息、新能源、环境保护等重大技术领域发展中具有举足轻重的地位和作用，这对锂离子电池性能提出了更高的要求，因此对电池材料的开发改进仍然是当前的研究热点。 本实验研究目的： 1、了解可充锂离子电池的工作原理 2、了解电解质溶液的导电机理 3、掌握纽扣锂离子电池的电极材料、电极的制备工艺及纽扣锂离子电池的装配 4、掌握锂离子电池电性能的测试方法 二、实验试剂和仪器 1、实验仪器 管式气氛炉，行星式球磨机，真空干燥箱，真空手套箱，Land 电池充放电测试系统（与计算机连接），低温试验箱，真空泵，扣式电池封口机，电子天平，粉末压片机，玛瑙研钵，干燥器等。 2、试剂 高压氩气（瓶）， NH4VO3，LiOH·H2O，氢氧化钠，草酸，1mol/L LiPF6＋EC/DMC(体积比 1:1)电解液，粘结剂 PVDF，导电碳黑（CABOT），N－甲基吡咯烷酮（NMP），Celgard2325 隔膜，金属锂片，电池壳（CR2025），铝集流片，360 目砂纸等。试剂名称及分子式、厂家和纯度；主要仪器型号及厂家。 三、实验结果与讨论 1、将实验数据列成表格（如表1所示），标注条件。 表1 实验数据列表 序号姓名铝片重 /g 正极片 重/g 活性物 质重 /mg 理论容 量 (C/mAh ) 0.2C容 量/mAh 0.2C电 流/mA 开路电 压/V 活性物 质重 /mg 11 陈世昌0.0518 0.0534 1.6 0.3808 0.0762 0.076 3.5 1.36 12 陈世昌0.0544 0.0566 2.2 0.5236 0.1047 0.105 2.9 1.87 2、标出 XRD 图中各个峰所对应的晶面，通过对比 XRD 实验数据和标准图谱判断合成材料属何种物质和结构；
实验一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、 实验目的： 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理： 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势U H ＝K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为kx U H ，式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。 三、需用器件与单元： 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。 四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V ， 2、4为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。 图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，每转动记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表9-1。 表9－1 X （mm ） V(mv) 作出V-X 曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V ，否则将可能烧毁霍尔元件。 六、思考题：
本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化 七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。 实验二集成温度传感器的特性 一、实验目的： 了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。 二、基本原理： 集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于－50℃－＋150℃之间测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极—发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引
硅光电池特性的研究 一、实验目的 1．掌握PN 结形成原理及其工作机理； 2．掌握硅光电池的工作原理及其工作特性。 二、仪器设备 MD-GD-3型硅光电池特性实验仪； 三、实验原理 1．引言 目前半导体光电探测器在数码摄像﹑ 光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN 结原理﹑光伏电池产生机理。 图1是半导体PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P 型和N 型半导体材料结合时，由于P 型材料空穴多电子少，而N 型材料电子多空穴少，结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散，N 型材料中的电子向P 型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷，N 型区带正电荷，形成一个势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN 结两侧形成一个耗尽区， 耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。当PN 结反 偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用 下变宽，使势垒加强；当PN 结正偏时，外加电场与内电 场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，势垒削弱，使 载流子扩散运动继续形成电流，此即为PN 结的单向导电 性,电流方向是从P 指向N 。 2．硅光电池的工作原理 硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被设计用于 把入射到它表面的光能转化为电能，因此，可用作光电 探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等 的能源。 光电池的基本结构如图2，当半导体PN 结处于零偏或反偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场，硅光电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 零偏 反偏 正偏 图 1. 半导体PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区 图 2.光电池结构示意 硅光零偏 图 3.光电池光电信号接
硅光电池特性研究实验 【实验原理】 在p 型硅片上扩散一层极薄的n 型层，形成pn 结，再在该硅片的上下两面各制一个电极(其中光照面的电极成“梳状”，并在整个光照面镀上增透膜，利于光的入射)，这样就构成了硅光电池，如图5.7.1(a)所示。光电池的符号见图5.7.1(b)。 当光照射在硅光电池的光照面上时，若入射光子能量大于硅的能隙时，光子能量将被半导体吸收，产生电子一空穴对。它们在运动中一部分重新复合，其余部分在到达pn 结附近时受pn 结内电场的作用，空穴向p 区迁移，使p 区显示正电性，电子向n 区迁移，使n 区带负电，因此在pn 结上产生电动势。如果在硅光电池两端连接电阻，回路内就形成电流，这是硅光电池发生光电转换的原理。 硅光电池(以下简称光电池)的简化等效电路如图5.7.2所示。 (1)在无光照时，光(生)电流0ph I =，光电池可以简化为二极管如图5.7.3。根据半导体理论，流 经二极管的电流d I 与其两端电压的关系符合以下经验公式 0(1)V d I I I e β==- （5.7.1） 式中：β和0I 是常数。 (2)有光照时，ph I >o ，光电池端电压与电流的关系为
0(1)V d ph ph I I I I e I β=-=-- (5.7.2) 由式(5.7.2)，可以得到以下结论： ①当外电路短路时，短路电流sc ph I I =-，光电流全部流向外电路。 ②当外电路开路时，开路电压1ln 1ph oc o I V I β??= +????即1ln 1sc oc o I V I β??=+????，开路电压oc V 与短路电流sc I 满足对数关系；如果sc I 与光通量(或照度)有线性关系，则oc V 与光通量也满足对数关系。 由于二极管的分流作用，负载电阻愈大，光电池的输出电流愈小，实验可以证明这时输出电压却愈大。因此，在入射光能量不变化的情况下，要从光电池获取最大功率，负载电阻要取恰当的值。 【预习要求】 (1)通过预习，了解硅光电池的工作原理，大致了解实验内容。 (2)写预习报告，按要求在数据记录纸上画好待填表格。 【实验报告要求】 (1) 记录实验过程，包括实验步骤、各种实验现象和数据处理等。 (2)分析各实验结果并要得到结论。可就实验中涉及的、你感兴趣的1～2个问题作较深入讨论。 (3)实验曲线可用计算机绘制(推荐用Excel 软件)，也可手画。 ①用原始数据表5.7.1的数据，画出InI~v 曲线。如果是直线，计算β和O I (利用条件I>>O I )，写出在没有光照情况下光电池的端电压(正向偏压)与电流之间的经验公式，由此可以间接验证经验公式(5.7.1)。 ②利用数据表5.7.2的数据，作出Isc 与光通量?的关系曲线，设?与1/L2的比系数等于1，由曲线得到什么结论? ③根据表5.7.3，画出sc I α-曲线，它是什么曲线? ④根据表5.7.4、5.7.5，在一张图上分别画出光电池输出电压与负载电阻、输出电流与负载电阻的关系曲线，并由此在同一图上得到负载电阻与输出功率的关系；确定光电池的最大输出功率Pm 以及最大输出功率时的负载电阻Re(最佳匹配电阻)。 ⑤利用表5.7.6、5.7.7、5.7.8、5.7.9，在一张图上分别画出上下两片光电池的伏安特性以及它们串、并联后的伏安特性，从四条曲线能得到什么结论? ⑥根据表5.7.10，画出sc I λ-关系图，此图说明什么? 【思考题】 (1)光电流与短路电流有什么关系? (2)对实验中所用滤光片的透射曲线应有什么要求? (3)严格地说，本实验得到的光电池光谱特性并不能准确描述光电池对入射光中各频率分量的响应特性，或者说，这样得到的光谱特性，还包含了其他因素的影响，这些影响因素是什么? (4)通过实验，对光电池总体有什么认识? (5)硅光电池是一种半导体元件，人们在研究半导体元件的外特性时，通常要研究它们的温度
竭诚为您提供优质文档/双击可除 手触电池实验报告 篇一：36.手触蓄电池 实验三十六手触式蓄电池 【仪器介绍】 如图36-1所示，手触式蓄电池演示仪由三块金属板（两块铝板和一块铜板）和一台检流计组成，其中铝板1接检流计负极，铜板和铝板2接检流计正极，通过演示理解接触电位差的概念。 【操作与现象】 1．用左手握住铝板1，同时用右手握住铝板2，观察表盘读数的变化，然后交换左右手再观察结果； 2。用左手握住铝板1、同时用右手握住铜板，观察表盘读数的变化，然后交换左右手再观察结果。 3．改变两手湿润程度、按压力度时，重复以上步骤观察指针偏转的格数有何不同。 铝 板1
铜板 图36-1手触式蓄电池 铝板2 【原理解析】 （a） （b） 图36-2原理图 要使金属内电子脱离金属表面的束缚所需的功，称为该金属的逸出功。不同的金属有不同的逸出功，逸出功越小表明该金属越容易失去电子。两种不同的金属相互接触时，逸出功小的金属将失去电子而电位升高，逸出功大的金属将获得电子而电位降低（如图36-2（a））。结果这两种金属之间就产生了电位差，称之为接触电位差。 设wA、wb为金属A与b的逸出功（且wA?wb），则它们的接触电势差为： VA?Vb??wA?wbe 因此，相互接触的两块金属就相当于一个电池，如果在它们之间接一个电流计，当回路闭合，电流计就发生偏转，表明回路中有电流。 现将双手分别按住铜板（wcu?4.5eV）和铝板 （wAl?4.28eV）时，由于人手上带有汗液，而汗液是一种电介质，里面含有一定量的正负离子，同时铝板比铜板活泼，
铝板上汗液中的负离子发生化学反应，而把外层电子留在铝板上，使铝板集聚大量负电荷，铜板上集聚大量正电荷。当用导线把铜板和铝板连接起来，铝板上的电子通过电流计将向铜板移动，导线中有电流通过，故电流计指计偏转。此时两块金属板通过人体连接构成了一个等效电池（如图36-2（b）所示），即手触蓄电池。 【知识拓展】 意大利物理学家伏打（1745～1827）对电流的早期研究作出了重要贡献，他将导体分为第一类导体（金属）和第二类导体（潮湿导体），并发现产生电循环的本质条件是必须由两种不同的第一类导体和第二类导体组成回路。1799年，他发明了一种直接倍增两类导体的组合接触法，这就是一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌版和铜板组成的伏打电堆。他还发明了第一个伏打电池组。他的发明和运用开拓了电学的研究领域。后人为纪念伏打在电学上的贡献，将电动势和电势差的单位以他的姓氏命名为伏特。 篇二：锂电池实验报告 篇一：锂离子电池的制备合成及性能测定实验报告 实验二锂离子电池的制备合成及性能测定 一.实验目的 1.熟悉锂离子电极材料的制备方法，掌握锂离子电极材料工艺路线； 2.掌握锂离子电池组装的基本方法；
硅光电池特性测试实验 一、实验目的 1、学习掌握硅光电池的工作原理 2、学习掌握硅光电池的基本特性 3、掌握硅光电池基本特性测试方法 4、了解硅光电池的基本应用 二、实验内容 1、硅光电池短路电路测试实验 2、硅光电池开路电压测试实验 3、硅光电池光电特性测试实验 4、硅光电池伏安特性测试实验 5、硅光电池负.载特性测试实验 6、硅光电池时间响应测试实验 7、硅光电池光谱特性测试实验 三、实验仪器 1、光电探测综合实验仪 1个 2、光通路组件 1只 3、硅光电池封装组件 1套 4、光照度计 1台 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 9、20M 示波器 1台 四、实验原理 1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用，硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元，深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。 零偏反偏正偏
图4-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区，当P型和N型半导体材料结合时，由于P型材料空穴多电子少，而N型材料电子多空穴少，结果P型材料中的空穴向N型材料这边扩散，N型材料中的电子向P型材料这边扩散，扩散的结果使得结合区两侧的P型区出现负电荷，N型区带正电荷，形成一个势垒，由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行，当两者达到平衡时，在PN结两侧形成一个耗尽区，耗尽区的特点是无自由载流子，呈现高阻抗。当PN结反偏时，外加电场与内电场方向一致，耗尽区在外电场作用下变宽，使势垒加强；当PN结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外电场作用下变窄，势垒削弱，使载流子扩散运动继续形成电流，此即为PN结的单向导电性,电流方向是从P指向N。 2、硅光电池的工作原理 硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把入射到它表面的光能转化为电能，因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等的能源。 光电池的基本结构如图3，当半导体PN结处于零偏或反偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场，当有光照时，入射光子将把处于价带中的束缚电子激发到导带，激发出的电子空穴对在内电场作用下分别飘移到N型区和P 型区，当在PN结两端加负载时就有一光生电流流过负载。流过PN结两端的电流可由式1确定
实验报告 实验三:纽扣金属锂电池(商品)的制造与性能表征 班级： 12应化A班学号：12550701021 姓名：钟如达 一、实验原理 一次性金属锂离子电池是由金属锂负极，过渡金属氧化物正极（如MnO2），隔膜为微孔薄膜和电解质为LiPF6、LiAsF6或LiClO4等有机溶液所组成。下面以MnO2为正极材料，金属锂为负极，叙述金属锂电池的工作原理： (1)正极 放电时，正极从外部电子线路获取电子，Mn4＋被还原为Mn3＋。电极反应为：MnO2 + e- = MnO2 (2)负极 放电时电极反应为： Li - e- = Li+ 总反应： MnO2 + Li = LiMnO2[E = 3.5 V] 由于金属锂电池电容量大、放电持续稳定、价格低廉而被广泛使用。 二、实验材料仪器 1、实验材料： 二氧化锰（MnO2）、KS6石墨、铜箔、铝箔、隔膜（Celgard2400）、锂片、电解液（LB-315，1M LiPF6溶于体积比EC: DEC: EMC=1:1:1的溶液）、扣式电池壳（CR2032）、纽扣电池座等。 2、实验仪器 CorreTest CS350电化学工作站、电子分析天平、YP-24T压片机、XYM-Z（?13 mm）压片模具、JK-CMJ-02扣式电池冲模机（?19 mm）、手套箱+JK-YYFKJ-20纽扣电池液压封口机（附带高纯氮气气源）等。 三、实验流程与步骤 (一)实验流程 A搅拌→B压片→烘干→C切膜→D封装→F测试
(二)实验流步骤 1、正、负极的制备 a、正极的制备 按4: 1的质量比，分别称取2.40 g MnO2和0.60 g KS6导电剂碳黑混合均匀。准确称量混合物0.7605 g，并转移到压片机模具中，在8.0 T/cm2(仪器指针刻度为10)压力下压片，制成正电极片。把制备好的正电极片放置在120 ℃烘箱中烘1~2小时后待用。 b、负极、电解液、隔膜 负极极片是厚度为1.50 mm直径为15 mm的锂金属片；电解液为LB-315（1M LiPF6溶于体积比EC: DEC: EMC=1:1:1的溶液）；隔膜为Celgard2400，将隔膜纸裁剪/冲模成直径为Φ19 mm的圆片。把裁剪好后的隔膜、正极片、负极片、电解液、扣式电池壳（CR2032）、电池垫片、电池弹片等转移到充满纯N2的手套箱内。 2、实验电池的组装 实验电池装配过程在充满氩气的手套箱中进行，手套箱中氧含量、水含量均须低于10 ppm。干燥的电极移入手套箱后，分别将MnO2正极、隔膜、Li负极电解液按顺序装入实验电池的模具中，然后小心地转移到封装机上，使用液压装置小心压紧，密封电池的上下壳，确保电池密闭不漏电解液。 3、实验电池的测试 将待测的电池与测试仪器相连，注意避免正负极的短路，从工作站上启动软件，确认已连接的通道。分别进行开路电位、恒电位极化、恒电位阶越、线性扫描伏安法、循环伏安法、交流阻抗和放电测试。放电测试能长时间正常点亮绿色的LED为佳。 四、结果与讨论 LED灯点亮展示图：
华南师范大学实验报告 学生姓名:蓝中舜学号：20120010027 专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源课程名称：化学电源实验 实验项目：锂离子电池性能测试 实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月5日-17日实验指导老师：马国正组员：黄日权郭金海 一、实验目的 1. 熟悉、掌握锂离子电池的结构及充放电原理。 2. 熟悉、掌握锂离子正极材料的制备过程及工艺。 3. 熟悉、掌握锂离子电池的封装工艺及模拟电池测试方法。 二、实验原理 锂离子电池是指正负极为Li +嵌入化合物的二次电池。正极通常采用锂过渡金属氧化物 Li x CoO 2，Li x NiO 2或Li x Mn 2O 4，负极采用锂-碳层间化合物Li x C 6。电解质为溶有锂盐LiPF 6，LiAsF 6，LiClO 4等的有机溶液。溶剂主要有碳酸乙烯酯（EC ）、碳酸丙烯酯（PC ）、碳酸二甲酯（DMC ） 和氯碳酸酯（CIMC ）等。在充放电过程中，Li +在两极间往返嵌入和脱出，被形象的称之为 “摇椅电池”。 锂离子电池充放电原理和结构示意图如下。
锂离子电池的化学表达式为： -）Cn|LiPF6-EC+DMC|LiMx O y （+ 其电池反应为： LiM x O y +nCLi 1-x M x O y +Lix C n 本实验以高温固相法制备的尖晶石型LiMn2O4为正极材料，纯锂片为负极，制备扣式锂离子模拟电池，并对制备的扣式半电池进行充放电测试。 三、仪器与试剂 电化学工作站，蓝点测试系统、手套箱、电子天平、真空干燥箱、切片机、对辊机、鼓风干燥机 LiMn 2O 4、乙炔黑、PVDF 、无水乙醇、电解液（1M LiPF6溶与体积比 EC:DEC:EMC=1:1:1 的溶液）、锂片、去离子水、碳甲基吡咯烷酮。 四、实验步骤 1. 正极片的制备
四川鑫唐新能源科技有限公司 技术部培训后考核试题（满分120分） 姓名：工号：部门：分数： 一、填空题（每空1分，共40分） 1、混料浆料出料前检验项目：固含量、粘度、细度。 2、配料的工艺有干法、湿法、螺杆式三种；配料的体系有水系和油系两种。 3、配料工序潜在的问题有加料顺序错误、搅拌时间过长、搅拌时间过短、搅拌速度过慢、搅拌速度过快、真空度过低、搅拌设备漏油、浆料有气泡、颗粒、粉尘大（答对6项得分）等。 4、涂布工序控制点：环境温湿度、涂布面密度、箔材尺寸、涂布速度、烘箱温度、敷料宽度、极带上下涂层错位（答对4项得分）等。 5、涂布的方式有单面连续涂布、单面间隙涂布、双面连续涂布、双面间隙涂布。 6、涂布工序潜在的问题有料槽液面高度过低或过高、走速过慢、走速过快、烘箱温度过高、烘箱温度过低、激光测厚仪失效、导轨不干净、纠偏和张力失效、刀口损伤、挡板磨损（答对6 项得分）等。 7、压实密度的算法：极带涂布净面密度/（极带辊压后厚度-基材厚度），磷酸铁锂材料的压实密度一般不超过cm3，压实密度对电池容量、充放电效率、内阻、循环性（答对2项得分）等电性能有一定的影响，辊压有冷压、热压工艺，辊压方式有一次辊压成型和二次辊压成型。 8、锂电池制造过程中的天敌：水分、毛刺或金属颗粒、粉尘。 9、配料、涂布、辊压、制片、电芯烘烤、电池烘烤（答对4项得分）是本公司的关键工序。 10、叠片的作用是将正、负极片与隔膜良好的叠和，常见的有叠片和卷绕两种方式，本公司的叠片方式为Z字型叠片。 11、组装是将电芯与极柱、外壳组装成电池；方式有螺杆连接、热熔焊接、超声焊接、激光焊接。 12、组装潜在的问题有孔直径不符合要求、包胶不完整、连接松动、极片损伤、壳内有杂物、焊接强度不够、条码混乱、电池漏测（答对5项得分）等。 13、注液的作用是定量对电池注入电解液及检测电池密封性。 14、电池化成即为小电流激活电池，其电极材料与电解液产生化学反应，在电极材料表面形成一层钝化层，固体电解质界面膜，简称 SEI膜；这层