CN105572520B - 一种超级电容器的测试工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种超级电容器的测试工艺，包括如下步骤：S1，对超级电容器进行编号，并存入预定数据库，之后进入S2；S2，对超级电容器进行充电，之后进入S3；S3，对超级电容器进行高温老化，之后进入S4；S4，对超级电容器进行静置，达到预定时间后进入S5；S5，对超级电容器进行性能测试，根据测试结果对超级电容器进行分级。上述超级电容器的测试工艺，与传统超级电容器的测试工艺相比，增加了测试环节，其中，高温老化及静置工序，可以使超级电容器的性能更加稳定，使用寿命更长。

Description

一种超级电容器的测试工艺
技术领域
本发明涉及电容测试领域，特别涉及一种超级电容器的测试工艺。
背景技术
超级电容器，又称电化学电容器、黄金电容等，具体包括双电层电容器和赝电容器，通常极化电解质来实现储能的一种新型储能装置，具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点，目前，在新能源市场等领域的应用越来越广泛。
超级电容器性能参数测试的准确性，直接影响到超级电容器的各项性能，进而影响到超级电容器的应用和使用寿命。然而，目前超级电容器的测试存在一系列的问题，如：未进行老化测试，使用过程中，会导致超级电容器性能不稳定；未进行静置测试，会导致静置时间与标准时间的偏差较大，未进行静置测试还会导致无法检测自放电现象，静置时间偏差会导致产品的一致性较差。此外，目前主要采用人工分选方式，不仅效率低，并且会出现人为的分选错误，导致模组组装时的一致性较差，进而影响模组性能与寿命。
综上所述，如何提供一种超级电容器的测试工艺，以解决当前超级电容器性能不稳定、自放电不准确及人工分选误差大，效率低的问题，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种超级电容器的测试工艺，以解决当前超级电容器性能不稳定、自放电不准确及人工分选误差大，效率低的问题。
本发明的解决方案是这样实现的：本发明提出一种超级电容器的测试工艺，包括如下步骤：
S1，对超级电容器进行编号，并存入预定数据库，之后进入S2；
S2，对超级电容器进行充电，之后进入S3；
S3，对超级电容器进行高温老化，之后进入S4；
S4，对超级电容器进行静置，达到预定时间后进入S5；
S5，对超级电容器进行性能测试，根据测试结果对超级电容器进行分级。上述超级电容器的测试工艺，与传统超级电容器的测试工艺相比，增加了测试环节，其中，高温老化及静置工序，可以使超级电容器的性能更加稳定，使用寿命更长。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，还包括如下步骤：
S6，在超级电容器上制作二维码；
S7，根据二维码进行分选，并把超级电容器分类装箱。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S2中，采用10～100A的电流进行恒流充电，充电至2.5～3V之间，之后再以2.5～3V之间的额定电压进行充电，并充电2～10分钟。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述充电电流为100A，并充电至2.7V，再以2.7V的额定电压进行充电，并充电3分钟。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S3中，进行高温老化测试时，老化温度介于50～70℃之间，老化时间介于3.5～4.5小时之间。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，老化温度为60℃，老化时间为4小时。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S4中，进行静置测试时，静置时间介于68～76小时。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，静置时间为72小时。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，步骤S5中，性能测试包括自放电测试，容量测试，内阻测试以及漏电流测试。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，自放电测试时，测试出超级电容单体的开路电压；
静电容量测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出静电容量；
内阻测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出内阻；
漏电流测试时，通过预定电压对超级电容器进行恒压充电，预定时间点的电流即为漏电流。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种超级电容器的测试工艺的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，请参见图1，超级电容器的测试工艺，具体包括如下步骤，步骤S1，首先对电容器进行身份识别，如进行扫码和编号，并把相关编号信息存入至预定数据库中。需要说明的是，为保证测试的准确性，减少测试工作量，可选用测试仪器辅助测试，测试机器可参考现有结构的测试仪器，对于测试仪器的结构，包括但不限于测试托盘、电压床、高温老化箱、静置架、测试压床、测试设备及测试软件等，在此不作详述。具体地，将超级电容器按照正极朝下，负极朝上的方式放入测试托盘中，使用条码扫描枪扫取托盘编号，再输入超级电容器的批次号，此过程结束后，超级电容器获得编号，并存入数据库内。此后，可通过超级电容器上的编号识别超级电容器。
步骤S1结束后，便可进入步骤S2，即对超级电容器进行充电测试，具体地，将超级电容器置于测试托盘内，再把托盘放置于充电压床中，充电设备连接至电压床，此后，对超级电容器进行充电电流和电压的控制，开始对超级电容器进行充电。
步骤S2结束后，便可进入步骤S3，即对超级电容器进行高温老化测试，具体地，将装有超级电容器的测试托盘放置于高温老化箱中，并设定高温老化温度，当温度达到预定值后，开始以小电流对超级电容器进行充电，充电到预定电压时转为恒定电压充电。需要说明的是，经过此环节测试的超级电容器，高温老化能够去除超级电容器中的不可逆化学杂质，使活性炭孔隙更加均匀，性能更加稳定，从而使得超级电容器在内阻和容量方面超于更加稳定。
步骤S3结束后，便可进入步骤S4，即对超级电容器进行静置测试，具体地，把经过前述测试步骤的电容器放置于测试托盘，并把托盘置入静置架，并记录时间，放置时间达到预定时间后，再把超级电容器从测试托盘中取出。需要说明的时，为保证测试精确，可通过测试机器进行辅助测试，具体地，当测试托盘置于静置价上时，托盘会触动启动开关，软件开始计时，静置架上的灯光常亮，静置达到预定时间后，灯光开始闪烁，并提示静置时间已到，此时，可把超级电容器从托盘中取出。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S4结束后，便可进入步骤S5，即对超级电容器进行性能测试，并根据测试结果对超级电容器进行分级。具体地，将超级电容器置于测试托盘内，并把测试托盘放入测试压床，启动测试压床及与测试压床相连的测试设备，启动测试软件，对超级电容器进行一系列的性能测试，具体可包括自放电、容量、内阻及漏电流等项目，并根据测试结果，把超级电容器分为不同等级。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，超级电容器在经过上述测试步骤后，还包括如下步骤，步骤S6，根据步骤S5中的性能测试结果，制作不同二维码，二维码中包括但不限于超级电容器的性能参数，通过激光打码在超级电容器上生成二维码。经此步骤后，通过扫描二维码，可了解超级电容器的相关性能和测试参数。进一步地，还包括步骤S7，即根据二维码信息，把超级电容器分为不同等级，如一级、二级、三级等，性能由好至次，需要说明的是，分级由分选设备根据超级电容器的容量和内阻来进行分选，再根据分级结果，分别装入不同的箱子，后续可根据此分级结果，用于不同的场合。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S2中，对超级电容器进行充电时，优选采用10～100A的电流对超级电容器进行恒流充电，当超级电容器的两端电压位于2.5～3V之间后，再以2.5～3V之间的任一额定电压对超级电容器进行充电，并持续充电2～10分钟。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S2中，充电电流优选100A，待超级电容器两端的电压达到2.7V后，再以2.7V的额定电压进行充电，并充电3分钟。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S3中，当对超级电容器进行高温老化测试时，老化温度介于50～70℃之间，即高温老化箱内的温度介于50～70℃之间的任一温度，而老化时间介于3.5～4.5小时之间。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S3中，具体老化温度优选为60℃，具体老化时间优选为4小时。如前所述，经过高温老化后的超级电容器，由于高温老化能够去除超级电容器中的不可逆化学杂质，使活性炭孔隙更加均匀，性能更加稳定，从而使得超级电容器在内阻和容量方面趋于更加稳定。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S4中，对超级电容器进行静置测试时，静置时间优选介于68～76小时之间，需要说明的是，超级电容器可静置于常温下。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S4中，更为具体地，静置时间优选为72小时。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S5中，对超级电容器进行性能测试时，测试项目包括但不限于自放电测试，容量测试，内阻测试以及漏电流测试。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，步骤S5中，首先，进行自放电测试，自放电测试时，测试出超级电容器的开路电压。
其次，进行静电容量测试，静电容量测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出静电容量。具体地，在一种实施例中，根据QC/T741-2014超级电容器测试方法，静电容量C＝I*t/(0.8UR-Umin)，其中，I为测试电流，UR为额定电压，Umin为放电的最低工作电压，t为从额定电压的80％至最低工作电压Umin的放电时间。在另一种实施例中，根据超级电容器六步法测试方法，静电容量C＝I*T/(VR-Vi)，其中，I为测试电流，VR为额定电流，Vi为50％的额定电流，T为从额定电压放电到50％的额定电压的时间。
再次，进行内阻测试，内阻测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出内阻。在一种实施例中，根据QC/T741-2014超级电容器测试方法，内阻ESR＝(UR-Ui)/2I，其中，UR为额定电压，Ui为从额定电压放电30ms后时的电压。在另一种实施例中，根据超级电容器六步法测试方法，内阻ESR＝(VX-Vi)/I，其中，VX为放电到50％的额定电压后静置5s后的电压，Vi为50％的额定电压，I为测试时的放电电流。
最后，再进行漏电流测试，漏电流测试时，通过预定电压对超级电容器进行恒压充电，预定时间点的电流即为漏电流。
经过上述测试工艺测试后的超级电容器，与未经过相应测试环节的传统超级电容器相比，其性能更加稳定，其一致性更好，使用寿命更长。此外，通过自动分选环节，可有效提高生产效率，进一步保证超级电容器的准确性，杜绝人工分选所造成的误差。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种超级电容器的测试工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1，对超级电容器进行编号，并存入预定数据库，之后进入S2；
S2，对超级电容器进行充电，之后进入S3；
S3，对超级电容器进行高温老化，之后进入S4；
S4，对超级电容器进行静置，达到预定时间后进入S5；
S5，对超级电容器进行性能测试，根据测试结果对超级电容器进行分级；
步骤S2中，采用10～100A的电流进行恒流充电，充电至2.5～3V之间，之后再以2.5～3V之间的额定电压进行充电，并充电2～10分钟；
步骤S3中，进行高温老化测试时，以小电流对超级电容器进行充电，老化温度介于50～70℃之间，老化时间介于3.5～4.5小时之间；
步骤S4中，进行静置测试时，静置时间介于68～76小时。
2.根据权利要求1所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，还包括如下步骤：
S6，在超级电容器上制作二维码；
S7，根据二维码进行分选，并把超级电容器分类装箱。
3.根据权利要求1所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，所述充电电流为100A，并充电至2.7V，再以2.7V的额定电压进行充电，并充电3分钟。
4.根据权利要求1所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，老化温度为60℃，老化时间为4小时。
5.根据权利要求1所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，静置时间为72小时。
6.根据权利要求1所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，步骤S5中，性能测试包括自放电测试，容量测试，内阻测试以及漏电流测试。
7.根据权利要求6所述的超级电容器的测试工艺，其特征在于，自放电测试时，测试出超级电容器的开路电压；
静电容量测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出静电容量；
内阻测试时，通过预定电流对超级电容器进行充放电循环，并在预定时间测出超级电容器放电时的电压，再计算出内阻；
漏电流测试时，通过预定电压对超级电容器进行恒压充电，预定时间点的电流即为漏电流。
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