Потенциостаты АСК анализаторы химических источников тока

Потенциостаты АСК являются превосходным инструментом для разнообразных испытаний аккумуляторов, суперконденсаторов, электрохимических ячеек, а также любых других химических источников тока. Потенциостаты имеют 1, 2 или 8 независимых каналов. Напряжение от —4.5 до +4.5 В. Ток заряда и разряда от 2.5 мкА до 2.5 А на канал.

Мы также производим мощные потенциостаты АСК на рабочее напряжение от 1 до 56 В и ток заряда и разряда от 0.5 до 150 А (до 3000 А).

Содержание страницы

• Общие сведения о потенциостатах АСК
• Что измеряют потенциостаты АСК
• Модификации потенциостатов АСК
• Основные параметры потенциостатов АСК
• Подключение химических источников тока и параллельная работа каналов
• Программа тестирования химических источников тока
• Режимы тестирования химических источников тока
• Измерение эквивалентного сопротивления (ESR)
• Измерение емкости суперконденсаторов
• Файлы результатов измерений
• Программное обеспечение
• Работа потенциостатов АСК в автономном режиме
• Сертификаты
• Сведения о заводской калибровке потенциостатов АСК
• Файлы для загрузки
  • руководство по эксплуатации (8МБ)
  • программное обеспечение Ys128 (1МБ)
  • примеры файлов результатов измерений (5МБ)
  • описание типа средств измерений (6МБ)
  • методика поверки (29МБ)
• Заказ потенциостатов АСК

Общие сведения о потенциостатах АСК

Потенциостаты АСК предназначены для испытания различных источников и накопителей энергии, например:

• аккумуляторов любых типов (Li-ION, Li-Po, LiFePo4, LTO, NMC, Ni-Cd, Ni-MH, Pb-Acid, а также любых др.)
• суперконденсаторов (ионисторов)
• гальванических элементов (первичных источников питания)
• топливных элементов
• редокс батарей
• солнечных элементов
• а также любых других химических и физических источников и накопителей энергии.

Потенциостаты АСК сочетают в себе управляемый источник питания и управляемую электронную нагрузку. Источник питания может работать в режимах стабилизации напряжения, тока или мощности. Нагрузка может работать в режимах стабилизации напряжения, тока и мощности, а также в режиме стабилизации сопротивления.

Благодаря этому, потенциостаты АСК могут обеспечить самые разнообразные режимы работы. Например, заряд, разряд, а также циклический заряд и разряд химического источника тока. Выполнение тестирования производится по очень гибко настраиваемой программе испытаний.

Каждый канал потенциостата АСК имеет очень широкий рабочий диапазон тока заряда разряда тестируемого источника тока. От 2.5 микро Ампер до 2.5 Ампер. Благодаря этому, потенциостаты АСК позволяют тестировать как заводские аккумуляторы, так и лабораторные электрохимические ячейки.

Потенциостаты АСК могут выполнить множество тестов.

Например, самые простейшие, такие как однократный заряд или однократный разряд химического источника тока.

Кроме того, приборы могут выполнить циклические испытания, с многократным чередованием заряда и разряда. Это актуально при ресурсных испытаниях химических источников тока.

Наконец, потенциостаты АСК могут выполнить сложные комбинированные режимы, моделирующие реальные условия работы тестируемого источника тока.

Потенциостаты АСК включены в госреестр средств измерений РФ. Копия свидетельства представлена в разделе сертификаты.

Что измеряют потенциостаты АСК?

В ходе выполнения испытаний потенциостаты АСК измеряют:

• емкость химического источника тока в мА·ч;
• энергоемкость химического источника тока в мВт·ч;
• эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR) в Омах;
• электрическую емкость суперконденсаторов в Фарадах;
• КПД цикла заряда разряда по емкости (по А·ч) в %;
• КПД цикла заряда разряда по энергии (по Вт·ч) в %;
• средний ток утечки за цикл в мА.

Полученные результаты измерений параметров химических источников тока возвращаются в виде текстовых файлов с результатами измерений. Кроме того, производится автоматическое построение графиков заряда разряда испытуемого источника тока. Наконец, автоматически строятся графики деградации параметров химических источников тока (что удобно, например, при ресурсных испытаниях).

Модификации потенциостатов АСК

Потенциостаты серии АСК выпускаются в трех модификациях:

• АСК2.5.10.1
• АСК2.5.10.2
• АСК2.5.10.8

Данные модификации отличаются только числом каналов:

• один канал для потенциостата АСК2.5.10.1
• два канала для потенциостата АСК2.5.10.2
• восемь каналов для потенциостата АСК2.5.10.8

Многоканальные приборы позволяют объединять каналы для параллельной работы. Ток заряда и разряда тестируемого химического источника тока при этом возрастает пропорционально числу параллельно работающих каналов.

Каналы приборов различных модификаций идентичны между собой.

Основные параметры потенциостатов АСК

Каждый канал прибора имеет следующие основные характеристики:

• Рабочий диапазон напряжения: от минус 4.5 до плюс 4.5 В;
• Рабочий диапазон тока заряда и разряда: от 2.5 мкА до 2.5 А.

АСК2.5.10.1

• Один канал;
• Габаритные размеры (высота х ширина х длина): 70 х 195 х 190 мм;
• Масса прибора: 1.5 кг.

АСК2.5.10.2

• Два независимых канала;
• Максимальный ток заряда и разряда при параллельной работе каналов: 5 А;
• Габаритные размеры (высота х ширина х длина): 120 х 182 х 202 мм;
• Масса прибора: 2.2 кг.

АСК2.5.10.8

• Восемь независимых каналов;
• Максимальный ток при параллельной работе всех каналов: 20 А;
• Габаритные размеры (высота х ширина х длина): 143 х 483 х 198 мм;
• Масса прибора: 7 кг.

Полные характеристики потенциостатов АСК изложены в руководстве по эксплуатации. Руководство по эксплуатации — это, пожалуй, самый полный и подробный источник сведений о приборах. Скачать его можно в разделе файлы для загрузки.

Подключение химического источника тока к потенциостату АСК и параллельная работа каналов

Каждый канал потенциостатов АСК оборудован контактным устройством. Контактное устройство потенциостата позволяет подключать химические источники тока цилиндрической формы.

Длина тестируемых химических источников тока может быть от 0 до 70 мм, максимальный диаметр 55 мм.

Кроме того, к потенциостатам АСК можно подключить любые другие химические источники тока, используя провода с зажимами «крокодил». Провода с зажимами «крокодил» поставляются в комплекте с приборами.

Если тока одного канала потенциостата недостаточно, смежные каналы приборов можно соединять параллельно. Ток заряда, равно как и ток разряда, возрастает пропорционально количеству каналов.

Например, при параллельной работе всех каналов потенциостата АСК2.5.10.8 можно получить ток заряда и разряда 20 А.

Программа тестирования химических источников тока на потенциостатах АСК

Тестирование химических источников тока с помощью потенциостатов АСК выполняется по настраиваемой Пользователем программе испытаний. Программа тестирования имеет очень гибкие настройки и задается перед запуском теста.

Программа испытаний химического источника тока может содержать:

• до трех шагов подготовки тестирования, выполняемых однократно;
• до 42 двух шагов в циклической части программы, выполняемых заданное количество раз;
• а также до 3 шагов завершения тестирования, выполняемых однократно перед завершением теста.

На каждом шаге программы тестирования потенциостат АСК может обеспечить следующие режимы работы:

• Заряд постоянным током;
• Разряд постоянным током;
• Заряд постоянной мощностью;
• Разряд постоянной мощностью;
• Дозаряд при постоянном напряжении;
• Доразряд при постоянном напряжении;
• Разряд на постоянное сопротивление;
• Развертку напряжения;
• Развертку тока;
• Паузу в тесте на заданное время;
• Развертку мощности;
• Развертку сопротивления;
• Токовый импульсный режим;
• Режим импульсов мощности;
• Режим импульсов сопротивления;
• а также режим самописца напряжения.

Циклическая часть программы может быть выполнена более миллиона раз за один запуск прибора. Это позволяет выполнять ресурсные испытания суперконденсаторов.

Режимы тестирования химических источников тока на потенциостате АСК

Потенциостаты АСК могут обеспечить множество режимов работы с тестируемым химическим источником тока.

Заряд постоянным током

предназначен для поддержания заданного тока заряда вне зависимости от изменения напряжения. Несмотря на рост напряжения, ток заряда остается постоянным и равным заданному току.

Окончание шага производится в следующих случаях:

• при достижении заданного напряжения
• по истечение заданного времени шага
• а также при обнаружении снижения напряжения.

Заряд постоянной мощностью

предназначен для поддержания на химическом источнике тока заданной мощности заряда. При росте напряжения, ток заряда будет снижаться, чтобы сохранить значение мощности на заданном уровне.

Дозаряд при постоянном напряжении

предназначен для удержания напряжения на заданном уровне после основного заряда. Шаг используется для выполнения двухстадийного заряда аккумулятора в режиме CC — CV. Окончание шага происходит при падении тока до заданной величины, а также по прошествии заданного времени.

Разряд постоянным током

предназначен для поддержания заданного тока разряда вне зависимости от напряжения. Несмотря на снижение напряжения, ток разряда остается постоянным и равным заданному.

Окончание шага происходит при уменьшении напряжения до заданной величины, либо через заданное время.

Разряд постоянной мощностью

предназначен для поддержания заданной мощности разряда. При снижении напряжения ток будет возрастать, чтобы сохранить мощность разряда тестируемого химического источника тока на заданном уровне.

Разряд на постоянное сопротивление

предназначен для поддержания заданного сопротивления разряда. При снижении напряжения ток будет также снижаться, чтобы отношение напряжения и тока равнялось заданному.

Доразряд при постоянном напряжении

предназначен для удержания напряжения на заданном уровне после разряда. В этом режиме прибор имитирует мощный стабилитрон с заданным напряжением стабилизации.

Окончание шага происходит при падении тока до заданной величины, а также по прошествии заданного времени.

Режим релаксации

предназначен для осуществления паузы в тесте. В режиме релаксации прибор прерывает подачу тока на заданное время.

Развертка напряжения

предназначена для плавного изменения напряжения на испытуемом химическом источнике тока. Напряжение изменяется от заданного начального значения U1 до заданного конечного значения U2. Изменение напряжения производится с заданной скоростью.

Можно использовать комбинацию двух режимов развертки напряжения в циклической части программы тестирования. Это позволяет исследовать химические источники тока методом циклической вольтамперометрии в режиме потенциостата гальваностата.

Развертка тока

используется для плавного изменения тока через тестируемый химический источник тока. Ток изменяется от заданного начального тока I1 до заданного конечного тока I2. Изменение тока производится с заданной скоростью.

Ток I1 и I2 может быть как положительным (током заряда), так и отрицательным (током разряда). Кроме того, одно из значений тока может быть нулевым.

Развертка мощности

служит для плавного изменения мощности на химическом источнике тока. Изменение производится от заданной начальной мощности P1 до заданной конечной мощности P2. Изменение мощности производится с заданной скоростью.

Мощность P1 и P2 может быть как положительной (мощностью заряда), так и отрицательной (мощностью разряда). Кроме того, одно из значений мощности может быть нулевыми.

Развертка сопротивления разряда

предназначена для плавного изменения сопротивления нагрузки. Сопротивление изменяется от начального заданного значения R1 до конечного заданного значения R2. Изменение сопротивления производится с заданной скоростью.

Режим импульсов тока

используется для подачи через химический источник тока чередующихся импульсов тока заданных значений I1 и I2. Ток I1 подается на заданное время T1, а ток I2 подается на заданное время T2.

Ток I1 и I2 может быть как положительным (током заряда), так и отрицательным (током разряда).

Шаг будет завершен при достижении напряжением заданной величины, а также по прошествии заданного времени.

Режим импульсов мощности

предназначен для подачи на химический источник тока чередующихся импульсов мощности заданных значений P1 и P2. Мощность P1 подается на заданное время T1, а мощность P2 подается на заданное время T2.

Мощность P1 и P2 может быть как положительной (мощностью заряда), так и отрицательной (мощностью разряда).

Режим импульсов сопротивления

служит для подачи чередующихся импульсов сопротивления заданных значений R1 и R2. Сопротивление R1 подается на заданное время T1, а сопротивление R2 подается на заданное время T2.

Режим самописца напряжения

позволяет записать изменение напряжения на химическом источнике тока во времени. В режиме самописца силовая часть потенциостата полностью отключается. Это обеспечивает высокое входное сопротивление прибора и, как следствие, малое влияние на испытуемый источник тока.

Режим самописца завершается по истечении заданного времени, а также при достижении заданного уровня напряжения.

Измерение эквивалентного последовательного сопротивления на потенциостате АСК

Потенциостаты АСК способны измерять эквивалентное последовательное сопротивление химических источников тока (ЭПС или ESR).

Измерение ESR осуществляется разными способами. Наиболее точным способом является прерывание тока заряда и разряда с заданным периодом на заданное время.

Этот режим измерения позволяет построить зависимость ESR источника тока от степени его заряда или разряда.

Измерение ESR также происходит при смене импульсов тока, мощности или сопротивления в соответствующих режимах.

Кроме того, ESR измеряется при смене шагов программы тестирования.

Измерение емкости суперконденсаторов на потенциостате АСК

Потенциостаты АСК способны измерять электрическую емкость суперконденсаторов, в Фарадах. Измерение емкости производится на шаге разряда постоянным током.

C = Ia x Δt / ΔU

Файлы результатов измерений

Конечным итогом работы потенциостатов АСК являются текстовые файлы результатов измерений. Прибор сохраняет файлы результатов двух типов. Несколько файлов первичных данных, а также один общий файл сводных результатов измерений.

Файлы первичных данных сохраняются по одному за каждый выполненный цикл заряда разряда. Если программа испытаний требует выполнение большого числа циклов заряда разряда, можно настроить прореживание файлов результатов. В этом случае, файлы первичных данных будут сохраняться, например, лишь для каждого 10-ого цикла.

Файлы первичных данных

содержат следующие параметры:

• мгновенные значения напряжения (В) и тока (мА) с заданным шагом фиксации параметров во времени
• мгновенные значения ESR, измеренные в ходе заряда или разряда, Ом
• отданную или полученную емкость, мА·ч, нарастающим итогом от начала шага
• а также отданную или полученную энергию, мВт·ч, нарастающим итогом от начала шага.

По результатам измерений из файлов первичных данных могут быть:

• построены графики заряда разряда химических источников тока
• выявлена емкость и энергия, запасаемая источником тока в конкретном диапазоне напряжений
• построены графики циклической вольтамперометрии
• построены графики изменения ESR в ходе заряда и разряда
• а также построены графики напряжения, тока, емкости, энергии и ESR в различных сочетаниях.

Файлы сводных результатов измерений

содержат обработанные данные. Каждая строка файла сводных результатов описывает сводные данные за целый шаг, либо за целый цикл.

В строках файла сводных результатов измерений находится

• полная длительность шага или цикла;
• конечное напряжение на источнике тока, В;
• конечный ток, мА;
• среднее значение ESR за шаг или за цикл, Ом;
• полная отданная емкость, мА·ч;
• полная отданная энергия, мВт·ч;
• измеренная электрическая емкость в Фарадах;
• значения ESR, измеренные вначале заряда, а также вначале разряда, Ом;
• средний ток утечки за цикл, мА;
• КПД по заряду и по энергии, т. е. по А·ч и по Вт·ч, %.

По файлам сводных результатов измерений могут быть построены графики изменения параметров химических источников тока в зависимости от пройденного числа циклов заряда разряда. Это очень удобно, например, при ресурсных испытаниях.

Примеры файлов результатов измерений можно скачать в разделе файлы для загрузки.

Программное обеспечение потенциостатов АСК

Управление потенциостатами АСК осуществляется с помощью специального программного обеспечения, поставляемого вместе с приборами. Программное обеспечение — Компьютерный интерфейс Ys128 — устанавливается на компьютере Пользователя.

Программное обеспечение Ys128 является универсальным. Оно подходит для работы со всеми модификациями приборов (АСК2.5.10.1, АСК2.5.10.2 и АСК2.5.10.8).

Приложение Ys128 содержит несколько страниц, с помощью которых производится:

• составление и запуск программы тестирования
• наблюдение за ходом выполнения испытаний
• получение и сохранение результатов измерений
• наблюдение за работой потенциостата
• а также выявление причин аварийного завершения тестирования в случае его возникновения.

Страница «Задачи»

служит для настройки программы тестирования.

Здесь для каждого канала потенциостата необходимо:

• настроить параллельную работу каналов прибора (если требуется), затем для каждого канала:
• выбрать и настроить режим тестирования для каждого шага программы испытаний
• ввести защитные уровни напряжения и тока
• выбрать необходимые режимы сохранения данных в файлы результатов измерений
• ввести название химического источника тока
• выбрать путь к файлам результатов измерений
• запустить тест кнопкой «Пуск»

Страница «Графики»

необходима для отображения графиков заряда разряда тестируемых химических источников тока

Здесь можно увидеть в графической форме изменение параметров в различных комбинациях, например:

• напряжение и ток

• мощность и напряжение

• напряжение и сопротивление разряда

• ESR и напряжение

• ток и ESR

• напряжение и заряд

• напряжение и энергия

а также специальные режимы отображения, например:

• зависимость напряжения от отданного заряда

• зависимость тока от напряжения, что удобно при исследовании образца методом циклической вольтамперометрии

Страница «Результаты»

позволяет наблюдать за формированием файлов результатов измерений. Окончательный вид файлов будет доступен Пользователю после завершения тестирования химического источника тока.

Станица «Анализ»

предназначена для отображения графиков изменения характеристик химических источников тока в зависимости от числа пройденных циклов заряда разряда.

Страница позволяет наглядно наблюдать деградацию характеристик источников тока при ресурсных испытаниях.

Страница «Настройки»

предназначена для настройки соединения между компьютером и потенциостатом АСК. Также, страница «Настройки» используется для калибровки прибора в заводских условиях.

Кроме прочего, компьютерный интерфейс Ys128 позволяет открывать и просматривать файлы результатов, полученные ранее, в прошлом.

При открытии файлов производится автоматическое построением графиков заряда разряда, а также графиков деградации.

Графики из исторических файлов могут быть выведены в дополнение к графикам, получаемым в реальном времени. Это позволяет визуально сравнивать графики для тестируемых в реальном времени химических источников тока с некоторыми «эталонными» графиками.

Просмотр исторических файлов возможен, в том числе, в режиме Off-line, без подключения к прибору.

Работа потенциостатов АСК в автономном режиме

Потенциостаты АСК имеют встроенную память. Память предназначена для сохранения результатов измерений в случае, если связь с компьютером становится временно недоступна.

При возобновлении связи все наработанные данные передаются на компьютер и сохраняются в файлы результатов измерений.

Как результат, встроенная память дает потенциостату возможность после запуска тестирования некоторое время работать автономно. Это позволяет отключать компьютер на ночное время, а также на выходные и праздничные дни.

Сведения о заводской калибровке потенциостатов АСК

Потенциостаты АСК являются точными измерительными приборами.

Чтобы точность измерения параметров тестируемого химического источника тока соответствовала требуемой, каждый прибор после изготовления проходит процедуру автоматической калибровки.

После калибровки производится автоматическая поверка потенциостата. В ходе поверки определяется действительная точность измерений параметров, выполняемых прибором.

Любой потенциостат АСК выпускается с завода только в том случае, если его действительная точность как минимум в три раза превышает точность, заявленную в метрологических характеристиках.

Сертификаты

Файлы для загрузки

• Руководство по эксплуатации на потенциостаты АСК2.5.10.1, АСК2.5.10.2 и АСК2.5.10.8. Пожалуй, это самый полный и подробный источник сведений о приборах. 8МБ.
• Программное обеспечение Ys128 (v7.2.103, 1МБ)
• Примеры файлов результатов измерений (5МБ)
• Описание типа средств измерений АСК (6МБ)
• Методика поверки (29МБ)

Заказ потенциостатов

Для заказа потенциостатов АСК позвоните нам по телефону

+7 (977) 487-55-69

или вышлите заявку на адрес электронной почты Yarst@mail.ru

Поставка потенциостатов осуществляется по договору поставки.

Стоимость, равно как и срок поставки, зависит от нужного количества приборов.