CVおよびEIS対応ポータブルバッテリー試験システム

サイクリックボルタンメトリーおよびEIS対応ポータブル2チャンネルバッテリー試験システム | TOB-CT-8002S-5V100mA-CV

製品概要と理想的な用途

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVは、充放電サイクル機能を統合したポータブルな2チャンネルバッテリー試験システムです。サイクル、 サイクリックボルタンメトリー（CV）、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、リニアスイープボルタンメトリー（LSV）、およびDCIR（直流内部抵抗）試験を1台のコンパクトなデバイスに集約しています。トートバッグに入れて持ち運べるバッテリーサイクラーを必要とする研究者向けに設計されており、Type-Cポート（5 V / 2 A、PDプロトコル）から給電し、イーサネットまたはUSB-Type-C経由でホストコンピュータに接続できるため、バッテリー性能評価のためのプラグアンドプレイソリューションとなります。

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVは±5 Vの電圧範囲内で動作し、0.1 mAから100 mAまでの6つの電流レンジを選択可能で、コインセル、小型パウチセル、電極材料ハーフセルの測定ニーズをカバーします。2つのチャンネルはそれぞれ、定電流/定電圧デュアルクローズドループ構造を通じて独立して制御され、正確な電圧および電流センシングのために4端子接続を採用しています。AD/DA分解能は24ビット/16ビット、サンプリング周波数は1000 Hzに達し、電流立ち上がり時間と充放電遷移時間はどちらも20 µs以下であり、パルス試験やDCIR解析を含む高速過渡測定に対応する仕様となっています。

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVの大きな特徴は、CVおよびLSV機能が統合されている点です。サイクリックボルタンメトリーと従来の充放電試験を1台のポータブルデバイスに組み合わせることで、研究者はセルを別の機器に移し替えることなく、電気化学的特性評価とサイクル評価の両方を行うことができ、時間を節約し、移動中にセルを損傷させるリスクを回避できます。

理想的な用途：

• コインセルや小型パウチセルに対してサイクリックボルタンメトリー、充放電サイクル、DCIR試験を行う学術および産業界のバッテリー研究者。
• 同じデバイスでCVと定電流サイクルを用いて、新しい正極、負極、または電解液の配合を特性評価する必要がある電極材料評価ラボ。
• ラボ間での持ち運びが容易な、またはグローブボックス付近のセットアップで使用できる、現場での持ち運びが可能な省スペースのバッテリーテスターを必要とする研究者。
• 最大電流100 mA、±5 Vの範囲で十分な小型フォーマットセルの試験を行う品質管理ラボ。

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVの電流レンジと電圧ウィンドウが、お客様のセルや材料の試験要件に適合しているか確認が必要ですか？試験プロトコルを添えて、当社のバッテリー試験エンジニアまでお問い合わせください。

バッテリー研究および品質管理におけるポータブル試験の役割

バッテリー研究における一般的な試験ワークフローには、いくつかの異なる測定が含まれます。酸化還元反応の特定と電気化学的安定性の評価を行うサイクリックボルタンメトリー、容量とサイクル寿命を測定する充放電サイクル、そして内部抵抗と出力能力を評価するDCIR試験です。従来のラボでは、これらの試験には個別の機器が必要であり、セルを物理的に移動させる必要がありました。このプロセスは測定のばらつきを生じさせ、繊細なセルアセンブリを損傷させるリスクがあります。

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVは、これらの測定を1台のポータブルデバイスに統合します。研究ワークフローは以下のようになります：

• セル組み立て：コインセル、パウチセル、またはハーフセルを組み立てます（通常、湿気に敏感な材料の場合はグローブボックス内で行います）。
• サイクリックボルタンメトリー：CV試験を実行して、電極材料の酸化還元挙動を特性評価し、動作電圧ウィンドウを特定し、不可逆的な副反応を検出します。
• 化成およびサイクル：定電流/定電圧シーケンスを通じてセルを充放電し、SEIを形成して容量を測定します。
• DCIR試験：ユーザー定義のサンプリングポイントで内部抵抗を測定し、セルの出力能力と健全性を評価します。
• 微分容量解析：DCIR微分容量曲線は、相転移や劣化メカニズムに関するさらなる洞察を提供します。

一連のシーケンス全体をセルを移動させることなくTOB-CT-8002S-5V100mA-CV上で実行できるため、測定条件は一貫しており、研究者は1台のデバイスからセルの電気化学的な全体像を把握できます。

ポータブルバッテリー試験システムの動作原理

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVは、精密な電気化学測定アーキテクチャを通じてバッテリー試験を実行します：

1. チャンネル構造と制御：
   2つのチャンネルはそれぞれ、独立したチャンネル制御を備えたデュアルクローズドループ構造の定電流源と定電圧源を中心に構築されています。4端子（ケルビン）接続により、電流を流すリード線と電圧を感知するリード線が分離され、リード線や接触抵抗が測定電圧に与える影響を排除します。したがって、電圧/電流の検出とサンプリングは、セルの真の状態を反映します。
2. CVおよびLSV試験：
   CV機能は、ユーザー定義の制限値間でセル電圧を線形にスイープしながら結果の電流を記録し、酸化および還元ピークを明らかにする特徴的な電流-電圧（I-V）曲線を作成します。LSV（リニアスイープボルタンメトリー）機能は、一方向の線形スイープを実行します。統合されたCV/LSV機能により、TOB-CT-8002S-5V100mA-CVはポテンショスタットを別途用意することなく電気化学的特性評価を完了できます。
3. 充放電およびパルス試験：
   本システムは、定電流、定電圧、定電流定電圧、定電力、定抵抗放電、パルス充放電、CV試験、電流ランプ、電圧ランプ、およびフォローモード充放電をサポートしています。パルス機能は最小パルス幅5 msをサポートし、ステップごとに最大32種類の異なるパルスを設定でき、単一のパルスステップ内で充電または放電パルスを連続的に切り替えることができます。ステップ時間範囲はステップあたり最大365×24時間まで拡張可能で、ミリ秒単位の解像度で時間を設定できます。
4. DCIR試験および微分容量：
   DCIR試験は内部抵抗計算のためのカスタムサンプリングポイントをサポートしており、DCIR微分容量曲線はセルの電気化学的応答に関する高度な分析を提供します。
5. データ収集および通信：
   24ビットAD / 16ビットDAコンバータと1000 Hzのサンプリング周波数（最小間隔1 ms）により、高速な過渡現象を捕捉します。システムはTCP/IPプロトコル（Ethernet）またはUSB-TypeCを介してホストコンピュータと通信し、ホストソフトウェアはMySQLデータベースを通じて試験データを管理します。出力形式にはEXCEL、TXT、GRAPH、PDF、CSVが含まれます。

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVの主なエンジニアリング特性

• CV、LSV、充放電、DCIRを1台のポータブルデバイスに統合
  TOB-CT-8002S-5V100mA-CVの決定的な特徴は、サイクリックボルタンメトリーおよびリニアスイープボルタンメトリーと、従来の電池充放電試験およびDCIR試験を統合している点です。研究者は1台のデバイスで電気化学的特性評価と性能試験を完了できるため、個別の機器間でセルを移動させる際の時間とリスクを排除できます。
• 真の携帯性 — トートバッグに収まるサイズ
  2チャンネル筐体はわずか127 × 226 × 48 mmで、Type-Cポート（5 V / 2 A、PDプロトコル）から給電されます。このシステムは真にポータブルであり、専用のベンチや高出力コンセントを必要とせずに、研究室間の持ち運び、現場での使用、またはグローブボックスの近くへの設置が可能です。
• 0.1 mAから100 mAまでをカバーする6つの電流レンジ
  6つの選択可能な電流レンジ（0.1 mA、1 mA、5 mA、10 mA、50 mA、100 mA）により、小型電極材料ハーフセルから大型コインセル、小型パウチセルまで、あらゆる試験に対応できる柔軟性を備えています。±5 Vのレンジは、ほとんどのリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、およびその他の電池化学に対応します。
• 高精度（電圧および電流のフルスケールに対し±0.01 %）
  電圧精度はフルスケールの±0.01 %、安定性はフルスケールの0.02 %であり、電流精度はフルスケールの±0.01 %、安定性はフルスケールの0.02 %です。電力精度はフルスケールの±0.02 %、安定性はフルスケールの0.04 %です。24ビットAD / 16ビットDA分解能と≥1 GΩの入力インピーダンスにより、信頼性の高い高分解能測定を保証します。
• パルス試験およびDCIR試験のための高速過渡応答
  電流立ち上がり時間は≤ 20 µs（フルスケールの10 %～90 %）、充放電遷移時間は≤ 20 µs（フルスケールの−90 %～90 %）で、サンプリング周波数は1000 Hzです。これらの仕様は、最小パルス幅5 msの精密なパルス試験と、ユーザー定義のサンプリングポイントでの信頼性の高いDCIR測定をサポートします。
• 安全で無人運転を可能にする包括的な保護機能
  システムはソフトウェアとハードウェアの両方の保護を提供します。ソフトウェア保護には、停電時のデータ保護、オフライン試験機能、設定可能な安全条件（電圧上限/下限、電流上限/下限、容量上限、遅延時間、カスタム変数保護）が含まれます。ハードウェア保護には、逆接続保護、過電圧、過電流、過熱、および緊急停止保護が含まれます。
• 柔軟な試験プログラミングとデータ管理
  動作モードには、定電流/定電圧/定電力充放電、パルスサイクル、定抵抗放電、CV、電流ランプ、電圧ランプ、フォローモードが含まれます。カットオフ条件には、電圧、電流、相対時間、容量、エネルギー、−ΔV、およびカスタム変数が含まれます。サイクル試験範囲は1～65535サイクルで、1サイクルあたり最大255ステップ、サイクルネストは10レベル未満であり、複雑な試験プロトコルに対して深い柔軟性を提供します。

技術仕様

機器モデル

仕様項目

電圧

電流

電力

時間

動作モード

サイクル

保護

通信およびコンピュータ構成要件

機器の動作環境要件

治具の仕様および寸法

技術FAQ

Q1: 本装置のCV機能と専用ポテンショスタットの違いは何ですか？

TOB-CT-8002S-5V100mA-CVのCV機能は、線形電位掃引を実行してその結果として得られる電流を記録し、酸化還元ピークの特定や電気化学的安定性の評価に使用されるI-V曲線を作成します。専用のポテンショスタットは、より高いスキャンレート範囲や追加の電気化学的技術（EISなど）を提供する場合がありますが、TOB-CT-8002S-5V100mA-CVに統合されたCV機能は、単一のポータブルデバイス内で電池材料の特性評価に必要な中核的なサイクリックボルタンメトリー機能を提供します。

Q2: TOB-CT-8002S-5V100mA-CVはリチウムイオンフルセルをテストできますか？それともハーフセルに限定されますか？

本システムは、±5 Vの電圧範囲および0.1～100 mAの電流範囲内であれば、あらゆるセルや材料をテストできます。セルの電圧および電流要件が装置の仕様内であれば、ハーフセル（例：リチウム金属対電極材料）とフルセル（正極対負極）の両方をテスト可能です。治具タイプは、セルの形式に合わせて選択してください。

Q3: 装置の電源供給方法は？また、別の電源が必要ですか？

本装置は、Type-C入力（5 V / 2 A、PDプロトコル）を通じて電源供給されます。標準的なPD対応Type-C充電器またはモバイルバッテリーで駆動できるため、携帯性がさらに向上します。別途高電圧電源を用意する必要はありません。

Q4: プログラム可能な最大サイクル数とステップ数はいくつですか？

サイクルテスト範囲は1～65535サイクルで、1サイクルあたり最大255ステップ、サイクルネストは10レベル未満です。これにより、多段階のフォーメーションスケジュールやその後の長期サイクル試験など、複雑なテストプロトコルに対して高い柔軟性が得られます。

Q5: テスト中、装置はどのようにセルと装置自体を保護しますか？

本装置は二重層保護を提供します。ソフトウェア保護には、停電時のデータ保護、オフラインテスト機能、および設定可能な安全条件（電圧/電流/容量制限、遅延時間、カスタム変数）が含まれます。ハードウェア保護には、逆接続保護、過電圧、過電流、過熱、および緊急停止保護が含まれます。これらの保護機能により、無人の長時間テスト中も装置を安全に動作させ、データを保持することができます。

ポータブルでCV機能付きの電池テストシステムを研究ツールボックスに追加する準備はできましたか？TOB-CT-8002S-5V100mA-CVの見積もりを依頼し、治具タイプ（コインセル、ワニ口クリップ、またはパウチセル）とホストコンピュータの構成を指定してください。当社の電池テストエンジニアが、お客様の特定のセルや材料に合わせたテストプロトコルの設定についてアドバイスいたします。

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