直流电源并联电化学工作站模拟电解水测试报告

直流电源并联电化学工作站模拟电解水测试报告

一、    测试条件

1、100A大电流电化学工作站带EIS功能

品牌：Kolibrik

型号：PTC-05100EW

主要参数：电压±5V；电流±100A；EIS频率范围：1mHz ~ 100K Hz

2、直流电源

品牌：ITECH

型号：IT6723C

主要参数：电压32V；电流110A；功率850W ；

3、10 mΩ 电阻

品牌：Arcol

型号：HS50

主要参数：铝壳电阻, 50W额定功率, 10mΩ电阻值, ±10%容差

4、4800μF 电容

品牌：KEMET

型号：PEG225

主要参数：4800μF铝电解电容,系列, 25V 直流, 轴向、 通孔, 20 x 37mm, 最高+150°C

4、RC并联电路

4.1、并联实物图

4.2、并联模拟图

5、测试环境

地点：IPS爱谱斯公司北京办公室

温度：室温（约22℃）

时间：2023年04月16日

二、    测试项目

2.1、100A电化学工作站直接测试：100A电化学工作站输出直流DC，同时自行施加AC振幅测试EIS；

2.2、直流电源粗实线连接RC测试样品，但不连接220V电源供电：100A电化学工作站输出直流DC，同时自行施加AC振幅测试EIS；

2.3、直流电源并联100A电化学工作站测试：直流电源输出直流DC，电化学工作站施加AC振幅测试EIS；

注：施加AC交流振幅是DC直流的10%

三、    测试结果

3.1、100A电化学工作站直接测试RC样品

3.1.1、测试条件：100A电化学工作站自己输出10A、20A、30A、40A，并同时施加1A、2A、3A、4A电流扰动，频率测试范围：10000Hz ~ 10Hz

3.1.2、测试结果：

3.1.3、结果分析：

3.1.3.1、高频电感随着施加直流的增加（10A、20A、30A、40A），测试接线的电感效应也随之增强；（符合电流增加，驱肤效应、电感效应增强的逻辑）

3.1.3.2、低频电阻随着施加直流的增加（10A、20A、30A、40A），低频电阻值也随之增加；（符合电流增加，电阻热效应增强的逻辑） 

3.2、RC测试样品连接直流电源测试接线，但是直流电源不接220V供电。100A电化学工作站直接测试RC样品：

3.2.1、测试条件：100A电化学工作站自己输出10A、20A、30A，并同时施加1A、2A、3A电流扰动，频率测试范围：10000Hz ~ 10Hz

3.2.2、测试结果：

3.2.3、结果分析：

3.2.3.1、高频电感随着施加直流的增加（10A、20A、30A），并未发现明显的改变趋势，推测可能是直流电源对测试数据的影响大于电流增加引起的驱肤效应和电感效应；（从测试连接图看，直流电源并联了RC测试样品）

3.2.3.2、低频电阻随着施加直流的增加（10A、20A、30A），低频电阻值也随之增加；（符合电流增加，电阻热效应增强的逻辑） 

3.3、直流电源并联100A电化学工作站测试：直流电源输出直流DC，电化学工作站施加AC振幅测试EIS；

3.3.1、测试条件：直流电源输出10A、20A、30A、40A施加到RC测试样品，同时100A电化学工作站施加1A、2A、3A、4A电流扰动，频率测试范围：10000Hz ~ 10Hz

 3.3.2、测试结果：

3.3.3、结果分析：

3.3.3.1、高频电感随着施加直流的增加（10A、20A、30A），并未发现明显的改变趋势，推测可能是直流电源对测试数据的影响大于电流增加引起的驱肤效应和电感效应；（从测试连接图看，直流电源并联了RC测试样品）

3.3.3.2、低频电阻随着施加直流的增加（10A、20A、30A），低频电阻值也随之增加；（符合电流增加，电阻热效应增强的逻辑）

3.3.3.3、40A的测试结果明显不同于10A、20A、30A，推测可能是电阻不耐受40A电流引发的更强热效应，同时同一个电阻进性了长时间连续测试，或多或少的会有热效应累积

四、   分析讨论

4.1、重复测试结果重现性

4.1.1、100A电化学工作站直接测试

4.1.2、直流电源并联100A电化学工作站间接测试

4.1.3、结果分析：

4.1.3.1、10A、20A低电流下，电阻的热效应较小，都能实现稳定重复的测试结果重现，说明测试结果的重复可靠性。

 4.2、电化学工作站直接测试、接入直流电源测试线但是不接通供电、直流电源并联电化学工作站测试结果对比

4.2.2、结果分析：

4.2.2.1、10A、20A、30A低电流下，连接直流电源测试线但是不接通供电与直流电源并联电化学工作站的测试结果几乎一致，但与电化学工作站直接测试有着显著的差别。推测可能是直流电源对测试数据的影响大于电流增加引起的驱肤效应和电感效应；（从测试连接图看，直流电源并联了RC测试样品）

4.2.2.2、10A、20A、30A低电流下，三种测试低频电阻几乎完全一致。推测低电流下并未引起显著的热效应，但是电化学工作站直接测试、连接直流电源测试线但是不接通供电、直流电源并联电化学工作站的测试结果显示随着10A、20A、30A测试电流的增加，低频电阻由于较小的热效应，还是有一定程度的电阻增加；说明此电阻可以很好的耐受30A以下的EIS测试

4.2.2.2、40A电流下，电化学工作站直接测试与直流电源并联电化学工作站的测试结果无论在高频还是在低频都有显著的差别；推测高频电感是由于并联接入了直流电源产生了更明显的电感效应导致，低频电阻由于并联接入了直流电源产生了更明显的电阻热效应导致

五、说明

5.1、此次测量结果仅仅是RC纯电阻并联纯电容的测试结果，实际样品体系测试有待后续持续测试后更新对比说明；此次测试结果的对比说明也仅仅是我们IPS爱谱斯针对此次测试的理解与说明，欢迎各位老师同学批评斧正，谢谢！

5.2、从物理电路连接和电化学测试原理上，我们IPS爱谱斯始终不推荐两个不同厂家提供的直流电源并联浮地电化学工作站测试电解水、电子负载并联浮地电化学工作站测试燃料电池的测试方案；

5.3、至于并联方案的测试结果和电化学工作站直接测试结果的误差大小，推测其结果与不同厂家的直流电源/电子负载密切相关；

5.4、在测试过程中我们还或多或少的发现了测试引线选择和连接对测试结果的潜在影响，由于此部分数据不够详实，有待后续更新说明，敬请理解；

六、补充

10毫欧电阻在30A直流条件下，从刚开始的23℃经过2分钟后升温到了30℃。定性说明了大电流条件下的电阻升温效应。