实验一锂电池碱性电池和镍氢电池的性能测试

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实验一 锂电池、碱性电池和镍氢电池的性能测试 一、实验的基本原理 1. 锂电池的电极反应 （1）二次锂电池的电极反应

Positive electrode: LiFePO4 + e - = Li+ + Fe2++ PO43- Negative electrode: Lix C - e- = x Li + +C

Overall reaction: LiFePO4 + Lix C = x Li + + C + LiFePO4 [E = 3.8

V]

Fig. 1 Charge and discharge of lithium battery （2）一次锂电池的电极反应 Positive electrode: MnO2 + e- = MnO2 Negative electrode: Li - e- = Li+

Overall reaction: MnO2 + Li = LiMnO2 [E = 3.5 V] 2. 碱性锌锰干电池总反应

Positive electrode: 2MnO2 + H2O + 2e- = Mn2O 3 +2OH- Negative electrode: Zn + 2OH? → ZnO + H2O + 2e?

Overall reaction: Zn + 2MnO2 = ZnO + Mn2O 3 [E = 1.5 V] 3.镍氢二次电池的电极反应

Positive electrode：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH2 + OH- Negative electrode：MH + OH- → M + H2O + e-

Overall reaction: MH + NiOOH → M + Ni(OH2 [E = 1.2 V] 二、仪器和材料 2

1．仪器CorreTest CS350

2．一次性纽扣锂电池（CR2032）及干电池和5号或7号镍氢电池以及充电器，其中四套备用）

三、电池的性能测试

CorrTest电化学测试系统由CS系列电化学工作站（恒电位/电流仪）和CorrTest控制与数据分析软件组成。可以进行稳态电化学方法测试，如开路电压、恒电位极化、动电位扫描等；暂态电化学测试，如恒电位（流）阶跃、恒电位（流）方波；可以进行电分析化学方法，如线性扫描伏安分析、循环伏安分析以及各种方波、差分伏安分析等；以及交流阻抗测试等。它在电极过程研究、化学电

源、电镀、电解、相分析、金属腐蚀研究、电化学保护参数测定等方面具有广泛用途。图1中接线说明：绿色—工作电极(WE ；红色—对电极(CE ；黄色—参比电极(RE 。

图1 Corrtest CS350电化学工作站

1．开路电位（Open Circuit Potential）V oc 图2 开路电压测试的实验参数设置界面 3

菜单位置：“测试方法”→“稳态测试”→“开路电位”。

根据图示界面分别设置恒电位仪、电解池和测量时间等参数。（具体参考武汉科斯特仪器有限公司CorrTest CS系列电化学工作站说明书）把测量电池正确接入测试系统，点击开始按钮，开始进行测量，记录电位、电流-时间曲线。 注：(1先建立新数据文件; (2坐标类型设置为电位电流-时间模式。

2．恒电位极化（Constant Potential Polarization）

菜单位置：“测试方法”→“稳态测试”→“恒电位极化” 图3恒电位极化测试的实验参数设置界面