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同步热分析（TG/DSC）介绍

发布于 2024年11月11日2024年11月11日作者： LuoJW

基本原理

同步热分析仪(TGA/DSC)用于检测样品在升温或降温或恒温过程中的质量变化及热量变化，可同时获得样品的TGA和DSC信号。

热重分析TGA：特定气氛中物质的质量随温度(或时间)的变化关系。通过分析热重曲线，可以得知被测物质在哪个温度范围内产生变化，并且根据失重量，计算失去的质量，通过质量与温度的一阶微分曲线（DTG曲线），可以分析物质质量变化的快慢。

差示扫描量热法DSC：测试样品在升温或降温过程中吸收或放出的能量。

应用范围

同步热分析广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。可以测定材料在不同气氛下的热稳定性与氧化稳定性，可对分解、吸附、解吸附、氧化、还原等物化过程进行分析，包括利用TGA/DSC测试结果进一步做表观反应动力学研究。可对物质进行成分的定量计算、测定水分、挥发成分及各种添加剂与填充剂的含量。

仪器参数介绍

规格型号：梅特勒TGA/DSC3+

● 温度范围：25~1600℃● 最快升温速率：150℃/min

● 温度精准度：±0.05℃（单点）

● 天平量程：0.2 mg~5000mg

● 天平灵敏度：0.1µg

样品要求

1. 可测试固体、液体、粉末、薄膜或纤维样品。

建议样品至少准备10 mg（每次测试需3至5 mg，考虑称取时会有损失，以及需重复测试等）；

（1）块体样品直径不超过3 mm，高不超过2 mm，底面平整，可与坩埚充分接触（建议切成质量为5 mg以下的小块）；

（2）液体样品至少需1 mL；

（3）粉末样至少需10 mg（每次测试需3至5 mg，考虑称取时会有损失，以及需重复测试等）；具有强放热效应的样品量0.5~1 mg；

2. 易挥发、易吸水性样品，送样时需注明；

3. 发泡材料、体积有膨胀的材料必须标注。

4.不接收易燃易爆样品。

5.不接收测试温度范围内释放有毒有害、污染性及还原性气体的，不接收含有卤素（F、Cl、Br、I）以及S、P、酸根、含能等材料，会污染设备。

实验条件的选择

1. 升温速率与样品量的选择测定升温速率选择可以参考以下原则:对传热差的高分子物试样，一般选择速率5~10℃ /min;对传热较好的无机物、金属试样，可选择速率10~20℃ /min;但是做动力学分析，升温速率还要低一些。

样品量与升温速率对测试结果的影响规律相似。加大样品量或加快升温速率：有助于放大一些较弱的热效应，增加对微量成分检测的可靠性。但由于样品内部导热滞后所致的温度梯度会增大，因此所测特征温度可能会偏高，且相邻峰的分离能力会下降（更易于重叠）。减小样品量或减慢升温速率：样品内部温度较均匀，所测特征温度的准确性会提高。且有利于相邻峰的分离。对于大部分常规测试，使用常规样品量与标准升温速率即可。

在以下情况下，可能需要适当地调整升温速率或样品量，以得到更好的测试结果：

● 样品中关心的组分含量很低：需要增大样品量。

● 样品成分不够均匀：需要使用较大的样品量，才能得到更有代表性的结果。

● 热效应微弱，需要放大：一般优先考虑加大样品量。

● 相邻峰相互重叠：一般优先考虑降低升温速率，以得到更好的分离效果。

● 具有强放热效应的样品：样品量小于1 mg，防止样品爆炸损坏仪器。

2. 坩埚的选择

常用坩埚：Al、Al₂O₃、Pt

● Al坩埚：传热性好，灵敏度高，分峰能力、基线性能均较佳，温度范围较窄（< 600℃），常用于中低温型 DSC、高分子与有机物测试。

● Al₂O₃坩埚：样品适用面广，温度范围宽（可用于高温1650℃ ），其灵敏度、分峰能力、基线漂移等稍逊色，高温下量热精度较低，基线漂移较大（坩埚材质半透明引起热辐射损耗），易与部分无机熔融样品（如硅酸盐、氧化铁等）反应或扩散渗透。

● Pt坩埚：传热性好，灵敏度高，价格贵，温度范围宽（ < 2000℃ ），在高温下与Al₂O₃坩埚反应时，可以用Pt坩埚。

坩埚选择需注意：样品不能渗透、腐蚀坩埚或与坩埚发生反应

3. 气体的选择

常用气体：

● N₂: 常用惰性气体

● Ar: 惰性气体，多用于金属材料的高温测试

● Air: 氧化性气体，常作为陶瓷氧化物类样品的吹扫气氛

● O₂: 强氧化性气体，一般用作反应气氛

在高温下N₂亦可能与某些样品，特别是一些金属材料发生反应，应考虑使用“纯惰性”气体（Ar）。

永清石墨烯研究院检测中心简介

检测中心围绕石墨烯和新能源材料相关实验和检测分析搭建实验室业务能力，涵盖材料微观形貌、热学性能、理化性能、力学性能和电池电性能等检测项目，满足企业大部分研发、中试检测需求。检测认证中心通过CNAS认可实验室认证，实验室面积达1600m²，配备日立冷场发射扫描电子显微镜、耐驰激光导热分析仪、梅特勒同步热分析仪等180多台套仪器设备。检测中心秉持“公正、诚信、科学、高效”的原则，竭诚为国内外企业和高校科研院所提供高质量的检测服务。

浆料的稳定性和分散性表征

发布于 2024年10月28日2024年10月28日作者： LuoJW

前述文章已分别介绍了浆料的稳定性表征方法和浆料的分散性表征方法，下面介绍既可以表征浆料的稳定性也能够表征浆料的分散性的方法。

1. 流变仪

1）黏弹性测试通过储能模量（Ｇ′）和损耗模量（Ｇ″）的相对值来表征浆料的黏弹性特征。储能模量Ｇ′又称为弹性模量，代表浆料发生可逆弹性形变时所储存的能力，是浆料弹性变形的度量。损耗模量Ｇ″又称为黏性模量，代表浆料发生不可逆变形时消耗的能量，是浆料黏性变形的度量。在频率扫描中，基于Ｇ′和Ｇ″的相对大小，并评估Ｇ′对角频率的灵敏度，能够反映出浆料是流体状态还是类固体状态的信息。并且在低频范围下，Ｇ′＞Ｇ″且其差值越大，表明浆料的稳定性越好。如下图所示，天然（natural）石墨浆料的稳定性比合成（synthetic）石墨浆料的稳定性更好。

2) 黏度随剪切速率的变化浆料的黏度通常随剪切速率而变化。当存在剪切变稀行为时，浆料中存在容易被剪切应力破坏的软团聚物。相反，剪切增稠的存在通常表明浆料中有着硬聚集颗粒。一般来说，在不考虑粘结剂被剪切力破坏的前提下，黏度剪切变稀速度快些的浆料往往具有更好的分散性。如下图所示，空心圆点代表的浆料的分散性比其他两种浆料更好些。

3）屈服应力测试流变学中的屈服应力定义为施加的应力，在该应力下，首先在样品上观察到不可逆塑性变形。理论上，屈服应力是启动流动所需的最小应力。屈服分析对于所有复杂结构流体都很重要。它有助于更好地了解产品性能，如保质期和抗沉积或相分离的稳定性。有多种流变学方法可用于确定屈服应力，下图所示的是使用剪切流缓降法进行屈服应力分析。从测试结果可以看出，在中等剪切速率下，剪切应力随剪切速率降低而减小。但是，当剪切速率进一步降低时，应力曲线将达到稳定水平，且与速率无关。该稳定应力值被称为屈服点。同时，测得的“表观粘度”曲线变为无穷大，当斜率为 -1 时，与剪切速率呈直线关系。由于合成石墨具有较大的粒径和更不规则的粒形，因此浆料表现出较低的屈服应力和较薄弱的网状结构。因此，这种合成石墨浆料样品将更容易进行沉降和相分离。浆料沉降会导致活性物质在电极上分布不均匀，从而降低电池性能。

4)触变性在涂布后，浆料会在集流体上的重力和表面张力的作用下流平，在低剪切速率范围，希望粘度逐渐恢复到涂布之前的高粘度。在还没有恢复到高粘度之前，浆料的粘度还比较小，容易流平，涂层表面光滑厚度均匀。恢复的时间不能太长，也不能太短。恢复时间太长，浆料流平过程中粘度太小，容易出现拖尾或者下边缘的厚度比上面的涂层厚度高的现象；如果时间太短，则浆料又没有时间进行流平。

2. 浆料电阻仪

浆料电阻率参数与浆料的配方、导电剂种类及含量、粘结剂种类及含量等都有显著相关性，且浆料在搅拌完成后静置一段时间可能会出现凝胶沉降现象，此时电阻率数值也会表现出不同程度的变化，因此浆料电阻率可以作为表征浆料电性能均匀性和稳定性的方法。

来源：锂电芯动

浆料分散性的表征方法

发布于 2024年10月28日2024年10月28日作者： LuoJW

浆料的稳定性和分散性对极片的性质、电池成品的性质有着重要的影响。那么如何表征浆料的稳定性和分散性呢？

浆料的分散性表征方法有如下几种：

1. 细度

细度是电池浆料的重要性能指标，可反映浆料粒度和分散性等信息，通过细度值可以了解浆料中颗粒有没有被分散，团聚体有没有解聚。

2. 膜阻抗

锂电池浆料是将电极活性材料和导电剂分散于粘结剂溶液中形成的固液混合体系。根据四探针膜阻抗测试原理，测试浆料膜阻抗，通过电阻率可定量分析浆料中导电剂的分布状态，判断浆料分散效果的好坏。具体测试过程为：用涂膜器将浆料均匀涂覆在绝缘膜上，然后将其加热干燥，干燥之后测量涂层的厚度，裁切样品，尺寸满足无穷大要求，最后采用四探针测量电极膜阻抗，根据厚度计算电阻率。

3.扫描电镜/能谱分析/冷冻电镜

扫描电镜(SEM)可以用来直接观察浆料的形貌，配合能谱分析(EDS)各组分的分散程度。但是在制备样品时，浆料在这个过程中干燥可能会引起本身成分的再分布，冷冻电镜(Cryo-SEM)则能够保持浆料成分原始的分布状态，因此近来也开始应用于浆料性质分析。

4. 极片CT成像

极片CT成像可以直接观察极片中颗粒的分散状态。如下图所示，图a极片里面大颗粒团聚较多，图b极片团聚颗粒明显减少，而图c极片中几乎没有团聚得大颗粒。

5. 激光衍射测量技术

激光衍射测量技术应用菲涅尔散射理论和弗朗禾费理论求得颗粒粒径大小和分布的技术。以该技术为依托的激光粒度仪测量精度高、重复性好，且测量时间短，目前已被广泛应用于电池厂，用来测试电池中浆料的粒度。

6. 电化学阻抗谱分析方法

Wang等采用电化学阻抗谱分析方法(EIS)，直接对液态浆料进行阻抗谱分析，获得了不同粒子浓度下浆料的电化学特性，并通过阻抗谱拟合结果建立了基于参数等效电路模型的电极浆料内部粒子分布结构评价方法，为锂离子电池浆料内部非均匀结构的在线测量和在线评价提供了新的思路。EIS测试原理如图所示。

来源：锂电芯动

浆料稳定性的表征方法

发布于 2024年10月28日2024年10月28日作者： LuoJW

浆料的稳定性和分散性对极片的性质、电池成品的性质有着重要的影响。那么如何表征浆料的稳定性和分散性呢？

表征稳定性的方法有如下几种：

1. 固含量法

固含量测试法是一个成本低、便于检测的方法，其原理是通过将浆料静置于某一容器内，每间隔一定时间，在同一位置进行采样，进行固含量的测试分析。通过判断固含量的差异，来判断锂电池浆料的稳定性，看是否发送沉降、分层等现象。

2.粘度法

粘度测试法也可以基本反映出浆料稳定性，其原理是将浆料静置于某一容器内，每间隔一定时间，进行粘度的测试，通过粘度的变化，来判断浆料稳定性。

3. 稳定性分析仪

使用稳定性分析仪可以用数据来说话，Sung等利用稳定性分析仪监测了12h内使用PAA为粘结剂的不同酸碱度浆料透光率变化，中性浆料初始透光率和12h的变化值更小。因碳黑材料具有吸光性，更低的透光率表明碳黑颗粒分散性更好，更小的微观团聚体具有较大的比表面积，从而提高了吸光效率，同时12h内浆料透光率变化小表明浆料在静置过程中具有良好的分散稳定性，如下图所示。

4. Zeta电位表征Zeta

电位是指剪切面(Shear Plane)的电位，又叫电动电位或电动电势，是表征胶体分散系稳定性的重要指标。分子或分散粒子越小，Zeta电位的绝对值（正或负）越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位（正或负）越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。

来源：锂电芯动

扫描电镜成像的影响因素

发布于 2024年10月23日2024年10月23日作者： LuoJW

扫描电镜已广泛用于材料科学（金属材料、非金属材料、纳米材料）、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害（火灾、失效分析）鉴定、刑事侦察、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定等领域。

如何评价扫描电镜成像图片质量？

可以从如下几个方面来考量：

1.分辨率高，显微结构清晰可辨

图1分辨率对图像的影响

2.衬度适中，图像中无论黑区或白区的细节都能看清楚

3.信噪比好，没有明显的雪花状噪声

图2.信噪比对图像的影响

4.景深好，图像没有局域的欠焦或过焦现象

图3.景深对图像的影响

5.真实，图片所展示的是真实的样品形貌和结构

图4.加速电压对样品的损伤造成图像失真

影响扫描电镜成像的关键因素

◆电子枪的种类：场发射、LaB6或钨灯丝的电子枪

图4.不同种类电子枪对比

◆电镜的像差：球差、色差、像散、衍射差

球差：透镜对远离/靠近光轴部分电子的折射能力不同引起，消除方法：1)降低球差系数Cs；2)小孔光阑遮挡外围射线。

色差：电子能量不同引起，消除方法：提高加速电压和透镜电流的稳定度、减小光阑孔径。

衍射差：电子波动性和物镜光阑引起，可通过提高加速电压，选用大孔径光阑消除。

像散：磁线圈加工误差引起，需加装消像散器。

◆电磁透镜的型式:内透镜、外透镜、半内透镜

图5.不同物镜的比较

◆环境因素:振动、磁场、噪音、接地

电镜实验室环境对电镜的最终成像有重要影响，尤其是地基振动、杂散磁场以及接地电阻等。

杂散磁场和低频振动会影响信号电子的运动轨迹，造成电子束畸变，使图像轮廓粗糙，出现尖角和毛刺，亮度不稳定，甚至出现干扰条纹。

对于高分辨的场发射扫描电镜，在高倍下观察时大声说话或者机械噪声都会对图像产生干扰。

◆操作条件:加速电压、工作电流、电子束合轴、物镜光阑、扫描速率、样品处理、真空度等

操作条件的选择是否合适是影响扫描电镜成像的最重要的因素，不同设置条件对图片质量的影响是相互关联的，只有在不同操作条件下寻找最合适的参数组合才能获得高质量的图片。因此对电镜工程师的技术和经验依赖性高。

图6.操作条件对成像的影响

永清石墨烯研究院检测中心简介

扫描电子显微镜（SEM）原理及应用

发布于 2024年10月22日2024年10月23日作者： LuoJW

扫描电子显微镜，是自上世纪60年代作为商用电镜面世以来迅速发展起来的一种新型的电子光学仪器，被广泛地应用于化学、生物、医学、冶金、材料、半导体制造、微电路检查等各个研究领域和工业部门。如图1所示，为我司扫描电子显微镜的外观图。

图1：扫描电子显微镜的外观图

特点

制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大、保真度高、有真实的三维效应等[1]，对于导电材料，可直接放入样品室进行分析，对于导电性差或绝缘的样品则需要喷镀导电层。

基本结构

从结构上看，如图2所示，扫描电镜主要由七大系统组成，即电子光学系统、信号探测处理和显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。

图2：扫描电子显微镜结构图

其中最重要的三个系统是电子光学系统、信号探测处理和显示系统以及真空系统。

1、电子光学系统

电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈、样品室等，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成象。

2、信号探测处理和显示系统

电子经过一系列电磁透镜成束后，打到样品上与样品相互作用，会产生二次电子、背散射电子、俄歇电子以及X射线等一系列信号。所以需要不同的探测器譬如二次电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息。虽然X射线信号不能用于成象，但习惯上，仍然将X射线分析系统划分到成象系统中。

3、真空系统

真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。

真空柱是一个密封的柱形容器。真空泵用来在真空柱内产生真空。有机械泵、油扩散泵以及涡轮分子泵三大类，机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨灯丝枪的扫描电镜的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧及六硼化铈枪的扫描电镜,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。成象系统和电子束系统均内置在真空柱中。真空柱底端即为样品室，用于放置样品。

基本原理

扫描电子显微镜是利用材料表面微区的特征（如形貌、原子序数、化学成分、或晶体结构等）的差异，在电子束作用下通过试样不同区域产生不同的亮度差异，从而获得具有一定衬度的图像。成像信号是二次电子、背散射电子或吸收电子，其中二次电子是最主要的成像信号。图3为其成像原理图，高能电子束轰击样品表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。

图3：扫描电子显微镜成像原理图

扫描电镜除能检测二次电子图像以外，还能检测背散射电子、透射电子、特征x射线、阴极发光等信号图像。其成像原理与二次电子像相同。在进行扫描电镜观察前，要对样品作相应的处理。

对样品的要求

1、不会被电子束分解

2、在电子束扫描下热稳定性要好

3、能提供导电和导热通道

4、大小与厚度要适于样品台的安装

5、观察面应该清洁，无污染物

6、进行微区成分分析的表面应平整

7、磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响

样品的制备

1、块样

对于金属、岩矿或无机物，切割成要求的尺寸，粘在样品台上。如果样品数量多，注意样品尺寸最好一致。

微区成分分析样品表面应该平台或经研磨抛光，可以保证检测时几何条件不变。对于样品的断口面，要选择起伏不大的部位，最好是分析点附近有小的平坦区。可使用离子铣刀仪对样品进行抛光处理，设备如图4右侧所示。样品表面和底面应该平行。

非导电或导电性较差的材料，要先进行镀膜处理，在材料表面形成一层导电层。以避免电荷积累，影响图像质量，并可防止试样的热损伤。可使用离子溅射仪对样品进行表面喷金，设备如图4左侧所示。

图4.离子溅射仪和离子铣刀仪

2、粉样

（1）微米级粉料：将粉样撒在样品台的双面胶上，用手指轻弹样品台四周，粉料悔=会均匀地向四周移动，铺平一层，侧置样品台，把多余粉料抖掉；用纸边轻刮、轻压粉料面，使粉料与胶面贴实；用耳球从不同方向吹拂粉料。经此过程，粉料已牢固、均匀地粘在双面胶上。

（2）对于亚微米级或纳米粉料进行成分分析：利用压片机压成结实的薄片。把薄片用双面胶粘在样品台上。

扫描电镜的应用

扫描电镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器．它可以进行如下基本分析：
1、观察纳米材料：其具有很高的分辨率，可以观察组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内，在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。

2、材料断口的分析：其景深大，图象富立体感，具有三维形态，能够从断口形貌呈现材料断裂的本质，在材料断裂原因的分析、事故原因的分析以及工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。
3、直接观察大试样的原始表面：它能够直接观察直径100mm，高50mm，或更大尺寸的试样，对试样的形状没有任何限制，粗糙表面也能观察，这便免除了制备样品的麻烦，而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度（背散射电子象）。

4、观察厚试样：其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和最真实的形貌。

5、观察试样的各个区域的细节：试样在样品室中可动的范围非常大，可以在三度空间内有6个自由度运动（即三度空间平移、三度空间旋转），这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。

6、在大视场、低放大倍数下观察样品，用扫描电镜观察试样的视场大：大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的，如刑事侦察和考古。
7、进行从高倍到低倍的连续观察：扫描电镜的放大倍数范围很宽（从5到20万倍连续可调），且一次聚焦好后即可从高倍到低倍、从低倍到高倍连续观察，不用重新聚焦，这对进行分析特别方便。

8、观察生物试样：由于电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小，这一点对观察一些生物试样特别重要。
9、进行动态观察：如果在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件，则可以观察相变、断烈等动态的变化过程。

10、从试样表面形貌获得多方面资料：因为扫描电子象不是同时记录的，它是分解为近百万个逐次依此记录构成的。使得扫描电镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析，以及通过电子通道花样进行结晶学分析，选区尺寸可以从10μm到3μm。

由于扫描电镜具有上述特点和功能，所以越来越受到科研人员的重视，用途日益广泛。现在扫描电镜已广泛用于材料科学（金属材料、非金属材料、纳米材料）、冶金、生物学、医学、半导体材料与器件、地质勘探、病虫害的防治、灾害（火灾、失效分析）鉴定、刑事侦察、宝石鉴定、工业生产中的产品质量鉴定及生产工艺控制等。

永清石墨烯研究院检测中心简介

12种锂电池充放电方式曲线对比分析

发布于 2024年10月14日2024年10月15日作者： LuoJW

作为一种“化学能-电能”相互转换的能量装置，锂电池在使用过程中必然会进行充电和放电，合理的充放电方式既能减轻锂电池的损伤程度，又能充分发挥锂电池的性能，具有重要的应用价值。

如《GB/T 31484-2015：电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》中规定的锂电池循环寿命测试充放电流程是：1）充电：以1C恒流充电至终止电压，然后恒压充电至0.05C；2）放电：以1C恒流放电至终止电压。

附图1：GB/T 31484-2015循环寿命测试方法

又如《GB/T 18287-2013：移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》中规定的锂电池循环寿命测试充放电流程是：1）充电：以恒定电流充电至限制电压，然后恒压充电至0.1C；2）放电：以0.2C恒流放电至终止电压。

附图2：GB/T 18287-2013循环寿命测试方法

由此可见，无论是动力电池还是消费电池，行业和标准建议的锂电池充电方式为恒流恒压充电，放电方式为恒流放电。

第一部分：充电方式（Charge Methods）

除了标准要求的CC-CV充电方式外，锂电池还可以进行CC充电、CV充电、CP充电、CP-CV充电等。

1恒流充电（CC）

恒流充电（Constant Current Charge，简称CC Charge），充电全过程中电流恒定不变，电压逐渐升高。

2恒压充电（CV）

恒压充电（Constant Voltage Charge，简称CV Charge），充电瞬间电压达到设定值，电流处于峰值状态。如下图，锂电池放电至3.0V后，4.2V恒压充电瞬间电流达到17.5C左右，随后电流逐渐降低，达到设定值后充电结束。

3恒流恒压充电（CC-CV）

恒流恒压充电（Constant Current and Constant Voltage Charge，简称CC-CV Charge），这种充电方式就是CC充电和CV充电的结合，充电过程中电流先保持恒定不变，当电压充电至上限电压后，再保持电压恒定不变，最后电流逐渐减小至设定值后充电结束。

4恒功率充电（CP）

恒功率充电（Constant Power Charge，简称CP Charge），在充电过程中保持功率不变，由于充电时电压逐渐增加，因此电流会逐渐降低。

5恒功率恒压充电（CP-CV）

恒功率恒压充电（Constant Power and Constant Voltage Charge，简称CP-CV Charge），是恒功率充电和恒压充电的组合方式，先以恒功率充电至终止电压，然后保持电压恒定，当电流减小至设定值后充电结束。

第二部分：放电方式（Discharge Methods）

除了标准要求的CC放电方式外，锂电池还可以进行CV放电、CC-CV放电、CP放电、CP-CC-CV放电、CR放电、CR-CV放电等。

1恒流放电（CC）

恒流放电（Constant Current Discharge，简称CC Discharge）是锂电池最常见的放电方式，放电全过程中电流保持恒定不变，电压逐渐减小至终止电压，放电结束。

2恒压放电（CV）

恒压放电（Constant Voltage Discharge，简称CV Discharge），放电瞬间电压达到设定值，电流处于峰值状态。如下图，设定锂电池恒压放电至3.0V，放电瞬间电流达到30C-35C，随后电流逐渐降低，达到设定值后放电结束。

3恒流恒压放电（CC-CV）

恒流恒压放电（Constant Current and Constant Voltage Discharge，简称CC-CV Discharge）是CC放电和CV放电的组合方式，先以恒定电流放电至终止电压后，保持电压不变，然后电流逐渐减小至设定值，放电结束。

4恒功率放电（CP）

恒功率放电（Constant Power Discharge，简称CP Discharge），在放电过程中保持功率不变，由于放电时电压逐渐减小，因此电流会逐渐增加。

5恒功率恒流恒压放电（CP-CC-CV）

恒功率恒流恒压放电（Constant Power and Constant Current and Constant Voltage Discharge，简称CP-CC-CV Discharge）是CP、CC和CV三阶组合放电模式，即先以恒功率放电至终止电压，当CP结束时电流大于下一阶段CC电流时，此时CC放电电压会先回升再减小至终止电压，然后电压恒定至电流减小至设定值，放电结束。

6恒阻放电（CR）

恒阻放电（Constant Resistance Discharge，简称CR Discharge）相当于外接一个电阻，根据U=I*（R外+DCR），由于外接电阻足够大，恒阻放电过程中电流值随着电压减小而逐渐降低。

7恒阻恒压放电（CR-CV）

恒阻恒压放电（Constant Resistance and Constant Voltage Discharge，简称CR-CV Discharge），是CR放电和CV放电的组合方式，即先以恒电阻放电至终止电压，然后保持电压恒定不变，当电流减小至设定值后放电结束。

综上所述，锂电池的充放电方式具有多样性，但归根结底是以CC（恒流）、CV（恒压）、CP（恒功率）或CR（恒阻）作为基础的单步式或组合式流程，这些充放电方式电流电压变化情况参考下表。

附表1：不同充放电方式电流电压变化情况对比

目前，锂电池主流的充电方式仍然以CC-CV方式为主，这是因为锂电池存在极化现象（即时电压并非稳态电压），在CC阶段，电流较大，充电速度快，电压上升到上限电压后，保持恒定电势，外电路电子与Li+在负极汇集反应，随着负极嵌锂进行，活性位点减少，参与反应的电子数量变少，电流逐渐降低，当电流降低为0时（理想情况），极化完全消除，锂电池为满电状态。但在放电过程中锂电池通常采用CC模式，可能是为了更方便计算容量或估算SOC，实际工况下以恒功率放电居多。

总结

锂电池充放电方式选择应考虑数据处理的便捷性、充/放效率以及对锂电池内部损伤风险，既要充分发挥锂电池的性能，又要快速、准确的检测。目前，锂电池以CC-CV充电模式和CC放电模式检测为主，但在终端实际使用工况下，以CP模式为主。

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