储能新材料电学综合测试系统

随着能源需求的不断增加以及对环境友好能源的需求，新型能源储能材料的研究成为了当前的热门领域之一。在开发***的储能新材料时，对其性能的测试与分析是至关重要的一环，储能新材料电学综合测试系统可以通过各功能测试模块，系统的帮组科研人员从能量密度、功率密度、循环寿命、安全性四个方面对新材料性能进行分析检测，评估材料的性能指标，判断是否符合应用要求。

系统配置

测试模块

01.电压击穿（介电场强）

由能量密度可知，击穿场强相对于介电常数对于材料能量密度的影响更为突出，获得高能量密度对复合材料击穿场强提出了更高的要求。

通过上位机系统控制高压击穿测试模块，可以安全、便捷、准确的对测试样品进行工频下的交流、高压直流击穿试验，测试出击穿场强。甚至可以通过测试软件设置直流输出时间，以完成样品的极化过程。

02.高低频介电频谱、温谱

用于分析宽频、高低温环境下储能新材料的阻抗Z、电抗X、导纳Y、电导G、电纳B、电感L、介电损耗D、品质因数Q等物理量，同时还可以分析被测样品随温度、频率、时间、偏压变化的曲线。

03.高温绝缘电阻

高精度的电压输出与电流测量，即使在高低温环境下可能很好的屏蔽背景电流，保障测试品质，适用与储能新材料在不同环境温度下绝缘性能的检测。

04.热释电测试

不论是薄膜还是块体形式的储能材料，都可对其进行热释电性能测试。采用电流法进行测量，材料的热释电电流、热释电系数、剩余极化强度对温度和时间的曲线。

05.TSDC热刺激极化电流

热刺激电流（TSC）是研究热释电材料中陷阱结构和陷阱结构所控制的空间电荷存贮及运输特性的工具，同时也是研究热点材料结构转变和分子运动的重要手段。诸如：分子弛豫、相转变、玻璃化温度等等，通过TSDC技术也可以直观的研究材料的弛豫时间、活化能等相关介电特性、

06.充放电储能密度测试

用于研究介电储能材料高电压放电性能，同目前常见的方法是通过电滞回线计算高压下电介质能量密度，测试时，样品的电荷释放至高压源上，而非释放至负载上，也就是说，通过电滞回线测得的能量密度会大与样品实际释放的能量密度，不能正确评估储能材料的正常放电性能。华测充放电测试具有专门设计的电容放电电路来测量，首先将测试材料充电到给定电压，之后通过闭合高速MOS高压开关，将存储在储能材料中的能量释放到电阻器负载中，更符合电介质充放电原理。

07.电声脉冲法空间电荷测量

空间电荷是指在材料特定区域内电荷分布不均匀的现象。该现象是由于载流子的扩散和漂移运动所导致的，在材料的局部区域产生了电荷累积，从而使材料改变了原本的电中性状态。空间电荷的存在对材料的电学性能有着重要的影响，可能导致电场畸变、绝缘性能下降等问题。

电声脉冲法（PEA）空间电荷测试可以便捷准确地测量固体储能材料内部空间电荷分布,电声脉冲法可以测量较厚的介质，可以在带电状态下直接测量绝缘测试样品中的空间电荷分布，最小可测空间电荷密度为4μC·cm^-3,最小可测试样厚度为0.2mm。

08.静电电压

静电是一种处于静止状态的电荷，虽然其总电荷量不大，但其瞬间释放所产生的高电压与大电流非常容易对周边电路、设备乃至人员造成损害。对储能材料的静电性能（包括面电荷密度与电阻）进行测试，可以对后期防静电工程设计和改善储能系统的抗静电性能设计提供数据支持，对周围电路的静电敏感电子元器件选型提供参考依据。

配置模块

测试装置

（各测试夹具图片）

拓展资料

式中：Uc为电容器的充电能量密度；Ud为电容器的实际放电能量密度；E为外加电场；D为电位移；Dmax为电位移；Dr为剩余电位移；ε0为电介质的真空介电常数；εr为电介质的相对介电常数；Eb为击穿场强；η为充放电效率。