电源测试与设计试题A-答案

第1页（共2页）电源测试与设计试题A（答案）一、名词解释（每题4分，共20分）1.终止电压：电池充电时所规定的最高充电电压或电池放电时所规定的最低放电电压。2.欧姆内阻：由电极材料电阻、电解液电阻、隔膜电阻、集流体电阻及各部件之间的接触电阻组成的电池内阻。3.X射线衍射法：利用X射线在样品中的衍射现象来分析材料的结晶程度与晶体参数等，是确定物质结构的一种实验方法。4.电化学阻抗谱法：给电化学系统施加一个频率不同的小振幅交流电势波，测量电化学阻抗随正弦波频率的变化，或者是阻抗的相位角随频率变化的电化学测量方法。5.集流体：承载活性物质并起汇集、传导电流作用的电极组成部分。二、简答题（每题10分，共60分）1.化学电源中对隔膜有什么要求？答：①足够的化学稳定性和电化学稳定性；②有一定的吸液保湿能力和耐腐蚀性，至少跟电解液润湿性良好；③良好的离子传导能力并阻止正负极活性物质相互向对方的迁移；④有较好的透气性能、足够的力学性能和防震能力；⑤材料来源丰富，价格低廉，使用方便。2.什么是过充电，对电池性能有何影响？答：过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为，一般正极会产生氧气，负极会产生氢气，但可通过负极过量消除。例如对Ni-Cd电池，由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透过隔膜纸与负极复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或过充电时间过长，产生的氧气无法被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。3.电极材料分析测试中常用的谱学技术有哪些？答：X射线衍射技术、红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、核磁共振谱等。4.电化学活性材料常见的电化学测试与评估方法有哪些？答：充放电性能测试、循环伏安法测试、电化学阻抗谱测试（也叫交流阻抗法）、电位阶跃法、电流阶跃法、稳态极化曲线法、电化学石英晶体微天平等。5.列举锂离子电池通用的电池安全测试项目。答：电性能测试：过充电、过放电、外部短路、强制放电等；机械测试：自由落体、冲击、针刺、振动、挤压、加速等；第2页（共2页）热测试：焚烧、热箱、热冲击、油浴、微波加热等；环境测试：高空模拟、浸泡、耐菌性等。6.化学电源性能设计需要考虑哪些技术指标？答：工作电压、电压精度、工作电流、工作时间、机械载荷、使用寿命、循环寿命、储存寿命、工作环境、外形尺寸等。三、论述题(20分)化学电源设计的基本步骤有哪些？试进行简单论述。答：（1）额定电压及电池系列的确定：根据用电器对其电源工作电压的要求确定设计化学电源的额定电压，并据此选定设计化学电源的电池系列。（2）单体电池数的确定。根据选定系列电池的单电池电压特性确定所需单电池的数目及串并联方式。（3）工作电流密度的确定。在选定设计化学电源的电池系列及工作电压的情况下，即可根据该系列电池的工作特性确定没计化学电源的工作电流密度。（4）化学电源容量的计算。首先要计算出额定容量，然后确定设计容量为额定容量的1.1～1.2倍。（5）单电池所需活性物质用量的计算。结合其理论比容量、活性物质利用率和设计容量对各电极所需要活性物质的用量进行计算。（6）电极极片设计。电极极片的设计包括确定电极总面积、片数目、单片电极物质用量及单片电极的厚度等几方面的工作。（7）隔膜的确定。选定合适的隔膜材料，并根据具体需要及经验数据选择隔膜的合适厚度、确定所需的隔膜层数。（8）电解液的确定。确定需用电解液的种类、浓度及用量。（9）装配松紧度的设计。松紧度依据选定系列的电池特性及设计电池的电极厚度来确定。（10）电池壳体尺寸的设计。设计方形或圆柱形电池，确定电池壳体尺寸。