電池中充放電曲線與微分容量曲線的作圖問題

2021-02-20 小旺仔的學習助手

筆者最近寫碩士論文時,在處理鋰離子電池實驗數據過程中,經常遇到數據中恆充放電曲線與微分容量曲線作圖問題,下面將這兩種圖進行整理,歡迎遇到同樣問題的朋友一起交流分享。

圖(a-d)為學術論文中常見的電池充放電曲線圖(圖片來源於文獻)

(1)橫坐標為比容量(Specific capacity、Capacity,單位:mAh g-1)

縱坐標為電壓(Potential、Voltage,單位:V)

(2)電位由低到高的曲線(往上)為充電(charge),由高到低的曲線(往下)為放電(discharge)。橫軸截距表示起始充放電電壓,縱軸截距表示充放電完成後的容量。電壓平臺對應的電位表示在該電位下發生了電化學反應。

(3)有的是在不同電流密度下的充放電曲線,圖(a-b)還有一部分表示相同電流密度下不同循環次數的充放電曲線,圖(c-d)。

圖(a-d)為常見的電池微分容量曲線(a-b來源於文獻)

(1)橫坐標為電壓(Potential、Voltage,,單位:V)縱坐標為dQ/dV,是積分與微分後出來的值。

(2)該圖是根據電池充放電曲線數據處理得到,縱坐標的值無特殊意義,曲線峰位對應橫坐標的值表示充放電曲線中的電壓平臺。

(3)有些研究將充放電容量微分曲線分開作圖,有些充放電合在一起作圖,形狀類似CV曲線,分析過程類似(微分容量曲線是將充放電曲線上的微小變化進行放大。)

打開電池數據,複製對應循環的比容量與電壓數據到Origin裡。

(橫坐標比容量,縱坐標電壓)

同樣的操作複製不同循環次數比容量與電壓數據。

常規作圖即可得到恆流充放電曲線圖(不同電流密度下充放電曲線類似)

複製電池數據中電壓和比容量數據到origin中(橫坐標電壓,縱坐標比容量)

同樣的操作複製不同循環次數的電壓和比容量數據。

Origin中:

分析(analysis)—Mathematics—interpolate/Extrapolate—Open dialige

出現4界面(點數一般不超過總數據的1/5,選點越多,毛刺越多)

確認後生成新的兩列數據P、Q。

選擇PQ兩列數據(X、Y順序不能反),analysis—Mathematics—Differentiate—Open dialige

出現的順序要為1,保證是一次微分

確認後生成新的數據Derivativetial Y3,該列數據即為dV/dQ的值。

選擇P作為X, dV/dQ作為Y作圖即可完成,其它循環的微分容量曲線以此類推。

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