电池阻抗检测仪

近日，德州仪器推出全新的汽车电芯监测器和电池包监测器。这些监测器提供更高精度的测量功能，可更大程度地增加电动汽车 (EV) 行驶时间并实现更安全的运行。 　　随着电动汽车越来越受到欢迎，先进的电池管理系统 (BMS) 有助于克服阻止电动汽车广泛普及的关键障碍。TI 重点关注克服复杂的系统设计挑战，并为此提供了品类丰富且先进的 BMS器件系列，助力汽车制造商打造更安全、更可靠的驾驶体验并提高电动汽车普及率。 　　BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1电池包监测器是 TI 丰富的BMS系列中的全新产品。BQ79731-Q1和BQ79718-Q1在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度，可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。 　　"汽车制造商的目标是尽可能延长电动汽车的续航里程，而准确的荷电状态估算对于实现这一目标至关重要。"TI BMS 总经理 Sam Wong 表示："我们的全新器件大幅提升了电压和电流的测量精度，可让汽车制造商对准确预估电动汽车的真实续航里程充满信心。" 　　TI 将在 CES 2023 展示其 BMS 技术，包括全新的 BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1电池包监测器。 　　凭借出色的测量精度，有效延长续航里程 　　随着消费者们转向购买电动汽车，电池电压的测量准确度和精度对消费者的驾驶体验至关重要。即使细微的温度变化也能对电动汽车的续航里程产生重大影响；特别是寒冷的天气，对电池电压范围影响的幅度可高达 40%。这些变化会为电池电压和预期的电动汽车续航里程造成相当大的不确定性。 　　借助 BQ79718-Q1电芯监测器，汽车制造商可以进行高性能的电池电压测量(精度可达 1mV)，从而更大限度地延长电动汽车的真实续航里程；借助 BQ79731-Q1电池包监测器，电池包电流测量的精度可达 0.05%。这些创新可在单节电池和电池包中准确测量电池荷电状态和运行状况，有效地反映真实的剩余里程并提升对电动汽车电池寿命的信心。 　　通过电池包电压和电流同步，提升对荷电状态的估算 　　此外，出色的电压和电流同步功能 (64µs) 可提供电池运行状况的实时快照，实现对电池包电源的瞬时监测。这一级别的同步可支持电化学阻抗跟踪分析，让您深入了解电池内核温度、电池老化和电池荷电状态。阅读技术文章"如何为高级 EV 电池管理系统设计智能电池接线盒"了解更多。 　　借助丰富的BMS系列产品，实现更高的安全性和性能 　　BQ79718-Q1 电芯监测器与之前市面上的任何电芯监测器相比，可提供符合汽车安全完整性等级 (ASIL) 要求的更出色的测量精度(主要路径、冗余路径和残余误差查找)，方便汽车制造商对车辆电池包进行充电和放电。 　　BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器均属于 TI 的高精度电池监控器和均衡器产品系列。此外，该系列还包括 BQ79600-Q1 SPI/UART 通信桥接器件，可使用单独的通信协议实现快速稳定的菊花链通信。 　　新品进一步丰富了TI 的BMS 系列产品。TI 的BMS 系列产品还包括用于无线 BMS 的 CC2662R-Q1 无线微控制器 (MCU)、TPSI3050-Q1 隔离式开关驱动器和 TPSI2140-Q1 隔离式开关器件。TI 还提供 BMS 设计套件，其中包括参考板、仿真器和汽车开放系统架构复杂器件驱动器。 　　TI 始终致力于推动汽车电气化发展，帮助汽车制造商优化车辆性能、加快开发速度，并创建更安全、更可靠且性价比更高的电动汽车。

p 　　近十年间，在能源技术变革以及新兴科技的带动下，全球锂离子电池产量进入飞速增长期，根据公开数据，预计2018年全球锂电池增速维稳，产量有望达到155.82GWH，市场规模将到达2313.26亿元。中国是锂电池重要的生产国之一，2017年中国锂电池产量突破100亿只，增速达27.81%，2018年预计全国锂电池产量达到121亿只，增速22.86%。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/06d25d4d-9770-4f94-90cf-561334abdcf6.jpg" title=" 01.jpg.png" alt=" 01.jpg.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图1锂电产业链到测试仪器设备对应关系图 /span /p p 　　锂离子电池产业的蓬勃发展，也为锂离子电池检测领域带来新的机遇。锂电检测设备除了生产制造环节必需的电芯分选检测系统、充放电检测系统、保护板检测系统、线束检测系统、BMS检测系统、模组EOL检测系统、电池组EOL检测系统、工况模拟检测系统等外。锂电新技术研发、开发也离不开各种分析测试仪器，如电镜表征锂电正极材料或包覆材料结构及形貌、热分析仪或X射线衍射仪分析锂电正极材料结晶性能、粒度仪及比表面仪器分析锂电正负极材料粒度、孔径等。图1展示了从锂电产业链到测试方法的对应关系。 /p p 　　随着锂离子电池基础科学研究仪器水平不断提升，几乎各类先进科学仪器都逐渐在锂离子电池的研究中出现，且针对锂离子电池的研究、制造也开发了许多锂电行业专用的仪器设备。图1展示了从锂电产业链到测试方法的对应关系，图2则展示了不同空间分辨率对应的部分的表征方法。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/12d49b40-626a-4708-986a-8546871af96b.jpg" title=" 02.jpg.png" alt=" 02.jpg.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图2 锂离子电池实验技术的空间分辨分布图 /span /p p 　　从市面锂电检测相关市场调研报告或资料统计来看，多数主要针对生产制造环节的锂电检测系统，却鲜有涉及研发必需的各类分析仪器。然而，纵观目前国内锂电企业，低端产能过剩，高端产能不足是行业现状，锂电产品质量走向高端是必然发展趋势。走向高端则必须保持高研发投入，来保证不断材料改进和技术革新。基于此，仪器信息网( a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " target=" _self" href=" https://www.instrument.com.cn/" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " https://www.instrument.com.cn/ /span /a )特组织了“中国锂离子电池检测仪器设备市场调研”活动，以期从市场应用角度，对锂电检测设备及仪器做更全面的梳理归纳，对近年来锂离子电池检测行业整体产业链发展现状、市场发展行情、锂电检测涉及到的仪器设备品类，各仪器设备品牌在市场中的占有率以及各自市场拓展情况等信息进行调研分析，为各锂电检测仪器设备商在以后的仪器销售和推广活动中提供决策参考。此次调研，面对的调研对象包括仪器信息网注册用户、锂电科研开发用户、锂电生产企业、锂电第三方检测机构、锂电检测领域专家以及部分锂电检测相关仪器设备主流生产厂商等。 /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " target=" _blank" href=" https://www.instrument.com.cn/survey/Report_Census.aspx?id=151" strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 《中国锂离子电池检测仪器设备市场研究报告(2018版)》 /span /strong /a 内容包含了锂电行业行业监管体制及相关产业法规政策、标准，锂电及锂电检测发展现状，锂电检测用户调研分析，锂电检测设备商市场分析，锂电检测涉及各种分析检测仪器设备品牌分布分析等。 /p p 　　 a style=" text-decoration: underline " target=" _blank" href=" https://www.instrument.com.cn/survey/Report_Census.aspx?id=151" span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " strong 《中国锂离子电池检测仪器设备市场研究报告(2018版)》 /strong /span /a 得到了广大调研用户、相关企业以及业内专家的大力支持。近200余位来自锂电生产、研发、第三方检测机构、高校院所等领域的锂电检测用户参与在线调研。结合仪器信息网大数据平台，还对锂电仪器设备商近三年在仪器信息网发布的300篇锂电相关解决方案数据进行了统计分析。同时，报告详细统计分析2017年国内锂电检测相关文献，考察具有研究生教育能力的高校和研究院所，初步对近18年来锂电相关博士学位论文和优秀硕士学位论文6713篇数据统计。在此，谨对报告所有参与者表示最衷心的感谢 strong ! /strong /p table align=" center" tbody tr class=" firstRow" td colspan=" 2" style=" border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width=" 568" valign=" top" p style=" text-align:center" strong span style=" font-size:19px font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:red" 关于《中国锂离子电池检测仪器设备市场研究报告（2018版）》 /span /strong /p /td /tr tr td style=" border-right: 1px solid windowtext border-width: medium 1px 1px border-style: none solid solid border-color: -moz-use-text-color windowtext windowtext -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 149" p style=" text-align:center" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:red" 报告适合对象 /span /strong /p /td td style=" border-width: medium 1px 1px medium border-style: none solid solid none border-color: -moz-use-text-color windowtext windowtext -moz-use-text-color padding: 0px 7px word-break: break-all " width=" 419" valign=" top" p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" △ span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 重点业务板块包含锂电检测的仪器设备企业/检测机构； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" span style=" font-family:Wingdings" △ span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 锂电领域呈增长趋势的仪器设备企业/检测机构； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" span style=" font-family:Wingdings" △ span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 将锂电作为重点拓展领域的仪器设备企业/检测机构； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" /span span style=" font-family:Wingdings" △ span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 仪器设备产品为锂电检测重要或高占比品类的仪器设备企业； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" /span span style=" font-family:Wingdings" △ span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 仪器设备品类齐全，涵盖了锂电检测诸多检测仪器品类的大综仪器设备企业； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" /span span style=" font-family:Wingdings" △ /span span style=" font-family:Wingdings" /span span style=" font-family:Wingdings" ...... /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " /span /p /td /tr tr td style=" border-right: 1px solid windowtext border-width: medium 1px 1px border-style: none solid solid border-color: -moz-use-text-color windowtext windowtext -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 149" p style=" text-align:center" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:red" 获取报告可能带来哪些收益？ /span /strong /p /td td style=" border-width: medium 1px 1px medium border-style: none solid solid none border-color: -moz-use-text-color windowtext windowtext -moz-use-text-color padding: 0px 7px word-break: break-all " width=" 419" valign=" top" p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 对锂电检测市场至上而下系统性整体把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 锂电不同产业链阶段对检测仪器设备需求把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 对锂电封装后端锂电检测系统市场格局把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 对锂电封装前端检测仪器市场格局把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " & nbsp 对锂电开发、科研检测仪器设备品类、各品类主流品牌、各品牌等市场格局把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 对锂电开发、科研检测仪器设备用户分布把握； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " & nbsp & nbsp /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " 锂电检测领域业务投资、拓展规划等导向参考； /span /p p class=" MsoListParagraph" style=" margin-left:28px" span style=" font-family:Wingdings" strong span style=" font-family:Wingdings" √ /span /strong span style=" font-family:Wingdings" span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font:9px & #39 Times New Roman& #39 " /span /span span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 " ....... /span /p /td /tr /tbody /table p 　　 strong 报告链接 /strong ： a style=" text-decoration: underline color: rgb(255, 0, 0) " target=" _blank" href=" https://www.instrument.com.cn/survey/Report_Census.aspx?id=151" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 《中国锂离子电池检测仪器设备市场研究报告(2018版)》 /strong /span /a /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 欢迎感兴趣的网友和我们联系购买报告事宜，电话：010-51654077转 销售部 /strong /span /p p br/ /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong & nbsp & nbsp & nbsp 报告节选： /strong /span /p p 　　 strong 一 锂电池行业监管体制及相关产业法规政策 /strong /p p 　　...... /p p 　　2.1 相关法律、法规与政策(2007-2018) /p p 　　...... /p p 　　2.2 相关标准 /p p 　　...... /p p 　　表 电池相关标准发布情况 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/da42376b-e785-4643-bcda-5bfa22228928.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p 　　表 电池检测相关标准发布情况 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/2ee83f81-7764-4535-8e2f-88fb8b4ecbb5.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p 　　...... /p p 　　 strong 二 锂电及锂电检测发展背景 /strong /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/5f286267-b748-4f32-a0f8-f0d797ad87d2.jpg" title=" 03.jpg.png" alt=" 03.jpg.png" width=" 450" height=" 269" / /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/6c628d9f-6ae2-43e8-8d77-cd78c08d1497.jpg" title=" 04.jpg.png" alt=" 04.jpg.png" width=" 450" height=" 308" / /p p 　　...... /p p & nbsp & nbsp & nbsp strong 三 锂电检测仪器设备市场调研分析 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp ...... /p p 　　 strong 四 锂电研发用检测仪器设备市场分析 /strong /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/8ea20ccf-f148-40e4-86cd-7ef3fdba0766.jpg" title=" 05.jpg.png" alt=" 05.jpg.png" width=" 450" height=" 281" / /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/77d4360c-765d-47cf-b644-b44644c1803f.jpg" title=" 06.jpg.png" alt=" 06.jpg.png" width=" 450" height=" 296" / /p p 　　...... /p p 　　3 2017年锂电研发用电镜市场分布情况 /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/e06873f6-50ed-4630-bfa1-fc0b9a8f7c56.jpg" title=" 07.jpg.png" alt=" 07.jpg.png" width=" 450" height=" 271" / /p p 　　...... /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 表 锂电研发用电镜不同品牌用户在各地区分布数据表 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/992b6593-5342-4b53-a3a1-7576e9cc118f.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 表 锂电研发用电镜各地区品牌渗透数据表 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/4600a0aa-d5e7-4bb7-b821-27cf760d4d17.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/ca4cc6a1-a049-43df-8b15-078dd12e4357.jpg" title=" 08.png" alt=" 08.png" width=" 450" height=" 281" / /p p 　　...... /p p & nbsp & nbsp & nbsp 4 2017年锂电研发用电化学工作站市场分布情况 /p p & nbsp & nbsp & nbsp ...... /p p 　　 strong 五 小结 /strong /p p 　　...... /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/uepic/c0d39595-d1e6-4330-9b2e-037a61e4044c.jpg" title=" 09.png" alt=" 09.png" width=" 600" height=" 380" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 仪器厂商发布锂电解决方案数量与用户关注度柱状图 /span /p p 　　...... /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 正文目录 /strong /span /p p 　　一 锂电池行业监管体制及相关产业法规政策...... 6 /p p 　　1 锂电池行业监管体制....... 6 /p p 　　2 锂电行业相关法律、法规与政策、标准....... 7 /p p 　　二 锂电及锂电检测发展背景....... 15 /p p 　　1 锂电产业链概况....... 15 /p p 　　2 锂电检测行业概况及对仪器设备的需求....... 15 /p p 　　三 锂电检测仪器设备市场调研分析....... 18 /p p 　　1调研用户样本情况分析....... 18 /p p 　　2 锂电封装后之电池检测系统市场概况....... 20 /p p 　　3 锂电封装后之电池检测系统用户调研分析....... 23 /p p 　　4 锂电封装前之检测仪器市场用户调研....... 25 /p p 　　四 锂电研发用检测仪器设备市场分析....... 27 /p p 　　1近18年发表锂电相关学位论文发布情况及主要发布单位....... 28 /p p 　　2 2017年锂电研发用检测仪器品类分布分析....... 31 /p p 　　3 2017年锂电研发用电镜市场分布情况....... 32 /p p 　　4 2017年锂电研发用电化学工作站市场分布情况....... 36 /p p 　　5 2017年锂电研发用电池性能检测系统市场分布情况....... 38 /p p 　　6 2017年锂电研发用X射线衍射仪(XRD)市场分布情况....... 40 /p p 　　7 2017年锂电研发用热分析仪市场分布情况....... 43 /p p 　　8 2017年锂电研发用X射线光电子能谱仪(XPS)市场分布情况....... 45 /p p 　　9 2017年锂电研发用红外光谱仪市场分布情况....... 46 /p p 　　10 2017年锂电研发用比表面测试仪市场分布情况....... 48 /p p 　　11 2017年锂电研发用拉曼光谱仪市场分布情况....... 49 /p p 　　12 2017年锂电研发用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)市场分布情况....... 51 /p p 　　五 小结....... 51 /p p 　　1锂电检测研发端：仪器种类繁多，仪器商众，进口品牌独占鳌头....... 52 /p p 　　2锂电检测封装后锂电检测系统端：行业整合加速，品牌意识将加强....... 53 /p p 　　3仪器信息网大数据之锂电检测仪器设备商：锂电产业热潮中，蜂拥关注，拓展尚处摸索期....... 54 /p

本文作者：王文会 清华大学精仪系 长聘副教授王文会，清华大学精仪系长聘副教授，博士生导师，入选国家海外高层次人才引进计划青年项目。主要从事微操作器件和系统、机器人自动化技术、及其在生命科学仪器领域的应用研究工作。项目来源包括国家重点专项、科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金仪器项目、面上项目等；在Small，Lab Chip，Small Methods，Biosensors and Bioelectronics，Analytical Chemistry，IEEE Trans等期刊上发表50多篇SCI论文，获得授权发明专利12项（包括2项美国专利）。近年的研究兴趣在于单细胞操控和理化特性表征技术、系统及应用。清华大学王文会教授团队在阻抗流式细胞术上取得系列进展对单细胞生物特性的表征有助于揭示细胞的基本结构、功能信息及其病理状态，基于单细胞的研究可以更深层次揭示生命的本质和规律，对生命科学研究、疾病诊断和个性化医学意义重大。细胞内的生理变化常伴随着化学和物理修饰重组，可以通过生物化学和生物物理的方法对单细胞进行表征。生物化学方法通常利用生化标记识别细胞及其状态，特异性高，但是需要先验知识且检测成本高。而生物物理方法利用细胞的机械、电学等固有表型特征，能够实现对单细胞的快速无创无标记表征，方便对细胞进行后续操作如分选、培养和组学分析等。目前，单细胞生物物理特性表征已有不少经典方法，如原子力显微镜、光镊和膜片钳等，提供了有效的手段，但是这些技术检测流程繁琐、系统复杂且通量低。而作为一种能够精确操控微尺度流体的新兴手段，微流控技术所需样本体积小、生物相容性高且响应速度快，使得其成为当前单细胞研究中不可或缺的工具。微流控技术不断地应用于单细胞生物物理表征。在电学特性方面，研究者已成功利用电旋转、电阻抗谱和阻抗流式技术测量细胞膜电容等电学参数；在机械特性方面，研究者基于诱导变形原理，成功利用光、机、电、声等物理场实现对细胞杨氏模量等机械参数的测量。从Coulter计数器发展而来的阻抗流式细胞术IFC具有通量大的优势，在技术和应用上取得了很大的进展，但在提取单细胞的本征参数方面还存在低效、解算慢、模态单一、准确性未知、易堵塞等问题。基于常用的电阻抗流式器件结构和测量架构（图1），清华大学王文会教授团队近年在解决以上这几个问题方面取得了一系列进展。图1. 阻抗流式细胞术基本架构针对单细胞本征特性是否可用阻抗流式表征的问题，利用最小流阻流体捕获原理（Lab on a Chip, Outside Front Cover, 2021, 2486-2494 Lab on a Chip, Outside Back Cover, 2016, 4507-4511），设计U型微流道结构（图2），可以使同一个细胞以流式流经一组IFC电极后，到达设有另一组EIS电极的捕获点位。在两组电极处分别进行阻抗流式测量和阻抗谱测量，结果发现离散的阻抗流式数据点与阻抗谱数据吻合度极高，在三个量级的流速（10-1000 nL/min）下，其相对偏差5%，证明了阻抗流式术可以替代阻抗谱实现对单细胞阻抗本征参数的提取，同时该结构也允许流式和阻抗谱测量同时进行，实现在通量和准确性上的相互补充（Analytical Chemistry, 2019, 91(23): 15204）。图2. 阻抗流式细胞术与阻抗谱互补针对电学本征参数的计算往往通过复杂的生物物理模型离线拟合，耗时较长，难以满足下游操控分析环节的实时在线需求的问题，提出了神经网络赋能的实时在线电学本征参数提取技术，基于神经网络实现对单细胞电学本征参数的加速求解（图3）。相比传统的梯度拟合计算方法，单细胞事件的推理时间约为0.3 ms，速度提升了10000倍，在实验部署中，电学本征参数测量通量接近100/秒。获得的本征参数用于细胞分类，可将准确率从不到80%提升到93%。通过让同一批细胞来回往复测量区进行十次电学测量，本征参数的变化4%；对细胞的染色与培养表明，细胞仍保持活性且增殖率和控制组的细胞没有特别明显的差别，证明电学表征不会显著影响细胞活力（Lab on a Chip, Outside Back Cover & 2021 Hot Articles, 2022, 240-249）。图3. 神经网络加速求解细胞电学本征参数针对阻抗流式通常只求解电学特性参数的局限，提出基于阻抗数据的电学-机械双模态本征参数提取技术（图4）。利用流道结构和电极的空间耦合以及阻抗测量的高时空分辨率特性，使阻抗信号同时包含细胞电学特性及通过收缩通道过程中挤压的动态形变信息。通过构建电阻抗-细胞形变映射模型，发现测量电阻与细胞伸长量成正比，从而能够将测得的阻抗信号定量映射到细胞机械形变。同时采用分时复用传感策略，利用差分传感信号将电脉冲和幂律时变阻抗信号以分时复用的方式集成，从而实现单细胞电学-机械双模态本征特性表征。在不需要使用相机的情况下，仅使用阻抗数据后，测量的通量大幅提高。通过获得的数据，首次发现1 μM级浓度的细胞松弛素可能是诱导处理细胞骨架发生显著变化的阈值。针对常用的细胞分类任务，基于神经网络利用电学-机械双模态本征参数实现了明显高于基于单一电学特性和机械特性的93.4%高分类准确率，相比电学和机械特性分类准确率的绝对值分别提高了12.3%和5.1%，说明单细胞生物物理特性的多模态测量能够更特异地对细胞进行表型分析（Small Methods, Back Cover, 2022, 6(7), 2200325 Small, Frontispiece, 2023, DOI: 10.1002/smll.202303416）。图4. 使用电阻抗同时求解电学-机械学本征特性参数针对单细胞电学表征准确性未知的不足，利用辛醇辅助脂质体组装方法合成了类细胞大小的脂质体，以脂质体作为单壳模型粒子，结合阻抗测量芯片与测量系统构建了测量平台，提出了单细胞电学模型测量准确性评估和相应的补偿技术（图5）。研究发现，当传感区尺寸接近被测粒子时，通过模型拟合得到的电学本征参数与真值的相对误差小于10%，此时电极间距与流道宽度主要通过影响测量体积分数而对测量准确性产生影响，从而基本验证了单细胞电学测量模型的准确性。但是由于电学测量模型通过对流道中间高度电场强度进行建模计算，共面电极产生的电场在流道高度方向的不均匀衰减将导致流道高度对电学模型测量准确性的影响最大，测量相对误差高达30%（ACS Sensors, 2023, 8(7), 2681–2690）。而这种误差，可以通过在流道中设计合适的电极，将粒子的空间位置与电极上的响应信号对应起来（Analytical Chemistry, Supplementary Cover, 2023, 95(15), 6374-6382）。这样，通过响应信号，推导出粒子的瞬间空间位置，代入对应的电学模型中，即可实现更为准确的单细胞电学特性测量。图5. 合成类细胞脂质体评估电阻抗测量的准确性及位置误差估计针对窄流道电阻抗易堵塞的问题，提出了在阻抗流式术中使用非导电粘性鞘液的方法（图6）。此前的研究还没有搞清使用流道和鞘液在阻抗测量方面的准确性是否有变化，以及使用什么样的鞘液性能更好。因此，首先在流道MC和鞘液SC上下游两处布置了电极测量阻抗，发现文献中报道过的辛醇和去离子水表现不一样，其中去离子水作鞘液时，阻抗准确性降低显著，而辛醇则变化不大。由此推断鞘液-主流道溶液界面的稳定性至关重要。通过使用具有不同粘性的PEG溶液作为鞘液，实验证明粘性越高，鞘液-主流道溶液界面的稳定性越高，准确性越高。此外，PEG溶液还能让阻抗测量的信噪比（1.42x）、灵敏度（7.92x）都有所提升，在半小时的实验中没有观察到堵塞或堵塞的迹象。从获得的电阻抗信号中解算出细胞电学参数，并用于典型的细胞分类应用，其准确度可达93%，与不使用鞘液的阻抗流式取得的最好表现相当（Lab on a Chip, Inside Back Cover, 2023, 23, 2531-2539）。图6. 使用非导电粘附鞘液提升电阻抗测量性能以上这些进展，丰富了阻抗流式细胞术的技术体系，提出的技术和方法对平台的架构关系并不是紧密耦合，其适用性较为宽广，可在阻抗流式细胞术的不同平台实现中灵活选用。致谢：感谢国家自然科学基金的资助，NSFC (no. 62174096, 52105572)。

实时阻抗流式细胞分析仪（piRT-IFC）研发进展单细胞电学特性生物传感与分析技术为单细胞生物物理学研究提供了新维度。该技术已被证明在全血分析、肿瘤细胞分型和免疫细胞状态评估方面具有重要的应用潜力。然而，现有的电学检测方法难以实现高通量实时性分析，限制了需要大量系统实验的单细胞电学特性研究的开展。 近日，中国科学院微电子研究所健康电子中心研究员黄成军、副研究员赵阳团队，在单细胞电学特性流式分析方法及高通量实时分析仪器研究方面取得重要进展。该团队提出了快速并行物理拟合求解器，仅需0.62 毫秒即可在线求解出单个细胞膜比电容和细胞质电导率。与传统求解器相比，在不损失准确度的前提下，速度提升了27000倍，且不需要任何数据预采集和预训练过程，进一步实现了基于物理模型信息的实时阻抗流式细胞分析仪（piRT-IFC）（图1）。该技术可在50分钟内实时表征高达100902个单细胞，具有高稳定性、高通量、实时化和全流程自动化等特点。作为示范应用，该团队对药物处理后HL-60中性粒细胞脱粒现象这一典型的快速变化的生物过程进行实时表征分析。与普遍采用的神经网络辅助加速方法对比研究表明，piRT-IFC具有速度快、准确度高和泛化能力强的优势，具备广泛的应用潜力。 相关研究成果以piRT-IFC: Physics-informed real-time impedance flow cytometry for the characterization of cellular intrinsic electrical properties为题，发表在《微系统与纳米工程》（Microsystem and Nanoengineering）上。该研究由微电子所和计算技术研究所合作完成。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、北京市和中国科学院的支持。近年来，该课题组面对单细胞物理特性检测存在敏感机理不明和技术实现困难等关键技术瓶颈，开创性提出了基于微流控技术的“交叉压缩通道”敏感新原理和单细胞电学模型，建立了基于微流控芯片的单细胞电学特性高通量定量检测方法，检测参数包括细胞膜比电容和胞浆电导率，通量比膜片钳等常规方法高10000倍，并进一步研发出实时高通量单细胞电学特性流式分析仪（图2）。仪器入选中国科学院自主研制科学仪器名录，与首都医科大学宣武医院、首都医科大学附属北京胸科医院、计算所等单位合作，成功用于脑卒中动物模型、癌症病人样本、药物模型等领域的多种细胞的分析，为肿瘤/脑卒中等精准诊断、药物筛选等提供了有力工具，并发现了新型标志物，验证了相关药物候选分子的作用、获得授权专利。论文链接 图1. 实时阻抗流式细胞分析仪（piRT-IFC）原理样机、核心微流控芯片、设备交互界面、典型结果和自动化实时数据处理流程 图2. 基于微流控芯片技术的单细胞电学特性活体单细胞分析仪（左）及核心微流控芯片（右）

精工电子纳米科技有限公司成功开发了一款检测仪器，既可自动进行元素分析，又可在数分钟内快速检测出锂离子可充电电池和燃料电池的电极中可能掺杂的20μm左右的微小金属异物。此试验机将在9月7日-9日展出。 　　锂离子可充电电池和燃料电池中掺杂金属异物是导致电池的成品率及寿命缩短的重要原因。特别是锂离子可充电电池会发热，有可能引发起火。近年来，随着在汽车・ 电油混合汽车以及住宅方面的应用，电池也逐渐大型化，因此防止金属异物的掺入变得更重要了。所以，以电池厂商为中心，为了防止金属异物的掺入，进行了复杂的故障分析。 　　金属异物的掺入途径是通过活性物质[1]、分离器[2]等材料以及涂漆等生产工程中掺入等多方面原因。以往所进行的故障分析是把不良电池拆除，通过X射线穿透检查仪和显微镜检测出金属异物存在的地方，再使用扫描电子显微镜和X射线荧光分析仪等特定对象元素，然后推测掺入的途径。但是，这些方法由于仪器性能的限制，很难检测出50μm以下的金属异物，并且检测所需时间非常长也是问题之一。并且，由于使用别的仪器对检测出的异物进行元素分析，有可能找不到需要检测的地方。 　　最近SIINT把通过X射线穿透进行金属异物的检测和使用X射线荧光进行元素分析的两项技术相融合，开发了世界首台可检测并且分析20μm左右的微小金属异物的X射线异物检查仪。 　　把电极板和分离器、装在容器里的活性物质放到仪器里，选择检查顺序后，只需点击开始测量，从X射线穿透图像的拍照到金属异物的检测及其元素分析都可自动运行。并且，分析结果中包括样品中的金属异物个数和各个异物的组成及其尺寸、显微镜的观察图像都可输出。由于无需前处理并且完全自动，所以无论是谁都可以简单地进行故障分析・ 抽样检查。 　　X射线异物检测仪的主要特征： 　　1、可在数分钟内检测出A4大小样品中20μm左右的金属异物 　　例如要检测A4大小的电池电极中20μm左右的金属异物，以往的X射线穿透检查仪需要数小时以上的摄像时间※1。SIINT通过采用最新的X射线管球和检测器以及新图像处理技术，大大缩短了摄像时间，检测速度成功达到了以往的100倍以上。A4大小的电池电极可在3～6分钟内完成摄像、识别20μm左右的金属异物并自动检测。 　　2、元素识别速度大幅提升 　　对检测出的金属异物，自动使用X射线荧光法进行元素分析。本仪器配备了我司独自研发的高亮度X射线光学系统，20μm左右的金属异物的元素识别速度是以往仪器的10倍。 　　3、一体化的操作，提高作业效率 　　X射线穿透检查仪和元素分析仪以及显微镜都包含在一台仪器内，各个系统联合起来可全自动输出测量结果。因此，操作人员只需放置好样品，即可获得测量结果，大大提升了作业效率。 　　[1]活性物质：通过与电解质的化学反应，吸收电子或者放出电子的物质。吸收电子的活性物质称为正极活物质，放出电子的活性物质称为负极活性物质。 　　[2]分离器：用带有无数微小的孔的薄膜(聚乙烯：PE或者聚丙烯：PP)，把正极和负极绝缘起来。

世界首台*1　使微小金属异物的快速检测及元素分析自动化 　　精工电子纳米科技有限公司(简称：SIINT，社长：川崎贤司，总公司：千叶县千叶市)是精工电子有限公司(简称：SII，社长：新保雅文，总公司：千叶县千叶市)的全资子公司，其主要业务是测量分析仪器的生产与销售。SIINT成功开发了一款检测仪器，既可自动进行元素分析，又可在数分钟内快速检测出锂离子可充电电池和燃料电池的电极中可能掺杂的20μm左右的微小金属异物。此试验机将在9月7日-9日的日本国内最大的分析仪器展「分析展/科学仪器展2011」(幕张Messe)展出。 X射线异物检查仪(样机) 　　锂离子可充电电池和燃料电池中掺杂金属异物是导致电池的成品率及寿命缩短的重要原因。特别是锂离子可充电电池会发热，有可能引发起火。近年来，随着在汽车・ 电油混合汽车以及住宅方面的应用，电池也逐渐大型化，因此防止金属异物的掺入变得更重要了。所以，以电池厂商为中心，为了防止金属异物的掺入，进行了复杂的故障分析。 　　金属异物的掺入途径是通过活性物质*2・ 分离器*3等材料以及涂漆等生产工程中掺入等多方面原因。以往所进行的故障分析是把不良电池拆除，通过X射线穿透检查仪和显微镜检测出金属异物存在的地方，再使用扫描电子显微镜和X射线荧光分析仪等特定对象元素，然后推测掺入的途径。但是，这些方法由于仪器性能的限制，很难检测出50μm以下的金属异物，并且检测所需时间非常长也是问题之一。并且，由于使用别的仪器对检测出的异物进行元素分析，有可能找不到需要检测的地方。 　　最近SIINT把通过X射线穿透进行金属异物的检测和使用X射线荧光进行元素分析的两项技术相融合，开发了世界首台可检测并且分析20μm左右的微小金属异物的X射线异物检查仪。 　　把电极板和分离器、装在容器里的活性物质放到仪器里，选择检查顺序后，只需点击开始测量，从X射线穿透图像的拍照到金属异物的检测及其元素分析都可自动运行。并且，分析结果中包括样品中的金属异物个数和各个异物的组成及其尺寸、显微镜的观察图像都可输出。由于无需前处理并且完全自动，所以无论是谁都可以简单地进行故障分析・ 抽样检查。 　　【X射线异物检测仪的主要特征】 　　1.可在数分钟内检测出A4大小样品中20μm左右的金属异物 　　例如要检测A4大小的电池电极中20μm左右的金属异物，以往的X射线穿透检查仪需要数小时以上的摄像时间※1。SIINT通过采用最新的X射线管球和检测器以及新图像处理技术，大大缩短了摄像时间，检测速度成功达到了以往的100倍以上。A4大小的电池电极可在3～6分钟内完成摄像、识别20μm左右的金属异物并自动检测。 　　2.元素识别速度大幅提升 　　对检测出的金属异物，自动使用X射线荧光法进行元素分析。本仪器配备了我司独自研发的高亮度X射线光学系统，20μm左右的金属异物的元素识别速度是以往仪器的10倍。 　　3.一体化的操作，提高作业效率 　　X射线穿透检查仪和元素分析仪以及显微镜都包含在一台仪器内，各个系统联合起来可全自动输出测量结果。因此，操作人员只需放置好样品，即可获得测量结果，大大提升了作业效率。 　　*1　敝司调查 　　*2　活性物质：通过与电解质的化学反应，吸收电子或者放出电子的物质。吸收电子的活性物质称为正极活物质，放出电子的活性物质称为负极活性物质。 　　*3　分离器：用带有无数微小的孔的薄膜(聚乙烯：PE或者聚丙烯：PP)，把正极和负极绝缘起来 　　本产品的咨询方式 　　中国： 　　精工盈司电子科技(上海)有限公司 　　TEL：021-50273533 　　FAX：021-50273733 　　MAIL：sales@siint.com.cn 　　日本： 　　【媒体宣传】 　　精工电子有限公司 　　综合企划本部 秘书广告部 　　【客户】 　　精工电子纳米科技有限公司 　　分析营业部 营业二科 　　TEL: 03-6280-0077(直线) 　　MAIL：info@siint.co.jp

近日，中国电力科学研究院新能源研究中心（以下简称“中国电科院新能源中心”）联合国网宁夏电力有限公司在宁夏回族自治区海原县第六十六光伏电站，顺利完成光伏发电宽频阻抗现场实测。这是国内首次对光伏逆变器完成全工况扫频实测试验，表明我国在探索和解决新能源并网宽频振荡等方面取得新的突破。据了解，电力系统受扰后会产生几赫兹到几千赫兹的振荡，造成系统功率传输不稳，威胁电网安全稳定运行。随着国内新能源发电装机规模的快速发展，新能源基地宽频振荡风险日益增大。阻抗特性分析是新能源宽频振荡问题分析与策略验证的有效手段。此次现场实测的组串式光伏逆变器具有单机容量小、同一发电单元内多机耦合强等特点，给阻抗特性实测提出更大挑战。据介绍，6月5日，宁夏海源县330千伏变电站出现69赫兹超同步振荡。该变电站接有3个风电场、5个光伏电站，新能源总装机容量1220兆瓦。在振荡发生后，中国电科院新能源中心依托可再生能源并网全国重点实验室，通过仿真分析，复现了现场震荡现象，精准定位振荡风险源，并提出采用逆变器多参数协调优化的阻抗重塑振荡抑制方法。8月24日，在宁夏中卫第六十六光伏电站，中国电科院新能源中心利用新能源发电宽频阻抗测量装置，对振荡抑制策略改造前后光伏逆变器阻抗特性进行了宽频带（2—1000赫兹）、全工况（大功率、中功率、小功率）扫频实测试验，证实现场光伏逆变器震荡抑制策略优化成功。国网宁夏电力有限公司称，此次现场实证试验的成功，进一步验证了阻抗特性分析及阻抗重塑技术在解决实际工程振荡问题的有效性，是探索和解决新能源并网宽频振荡问题的又一里程碑事件。试验为宽频振荡问题的分析和解决提供新思路、新方法、新装备，为解决沙戈荒、深远海等大规模新能源基地宽频振荡问题，提升新能源基地并网稳定性及送出能力提供了技术支撑。

流式细胞仪器技术的发展日益更新，而在近几年，阻抗流式和在体流式引起了大家兴趣和研究。阻抗流式因其具有对生物细胞进行无标记表征的潜力，而且其芯片制造过程简单，可以探测细胞结构的不同部分备受关注。在体流式，因其可实现免抽血、实时、动态、连续、无创、定量检测/监测人体或动物循环系统中的细胞、分子、纳米颗粒等目标物质，获取多维度的科研或临床数据，直接反映人或实验动物体内环境真实的分子、生理、代谢、药物等方面的参数和状态，区别于传统离体检测方式。此外，还有基于微流控芯片技术的流式分选，以及质谱流式、组织成像质谱流式等技术也广泛应用于科学研究。不断迭代创新的流式细胞技术能解决哪些关键问题？又有哪些创新的研究进展？仪器信息网第五届流式细胞网络会议（iConference on Flow Cytometry，iCFCM 2023）特设【流式新技术新产品】专场。该专场由北京大学魏勋斌教授、清华大学王文会教授、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所王策研究员、中国科学院微电子研究所赵阳研究员等4位专家学者在线分享流式研发及应用进展。不仅如此，贝克曼库尔特、美天旎生物、Standard BioTools也将在本会场分享流式细胞仪技术与应用解决方案。 部分精彩报告预览 报告题目：可无创免抽血动态监测循环(肿瘤)细胞的光学活体流式细胞仪报告人：魏勋斌 北京大学医学技术研究院 副院长/教授【摘要】 活体流式细胞仪结合实时高速荧光影像方法和体外流式细胞仪的原理，实现了活体、实时、无损、定量检测循环系统内细胞群体。由于避免了抽血，该光学技术可长时间、连续地对同一活体的循环系统内细胞进行动态监测。这项技术可用于循环肿瘤细胞的监测，适用于肿瘤研究和血液细胞的免疫分析研究等报告题目：阻抗流式单细胞表征新方法报告人：王文会 清华大学 副教授【摘要】 单细胞的生物物理特性可揭示细胞的基本结构及生理状态，对疾病诊断意义重大。针对单细胞本征特性表征过程中尚存在的问题，提出了一系列高效、实时在线、防堵塞、多模态和准确的阻抗流式术表征新方法，丰富了阻抗流式细胞术的技术体系。报告题目：从技术参数角度看流式细胞仪发展趋势报告人：王策 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 研究员【摘要】 流式细胞仪器技术是一种多学科交叉技术。自上世纪70年代问世以来得以快速发展。尤其是近十年随着半导体技术、生物技术的进步呈现加速的趋势。临床与科研需求的推动也促进了流式细胞仪器在多参数、高灵敏、高通量、智能化等方面的发展以及流式光谱、成像等新功能形态的出现。报告题目：细胞电学流式分析方法与仪器报告人：赵阳 中国科学院微电子研究所 副研究员【摘要】面对单细胞固有电学特性测不快、传感原理不明等难题，我们提出一种基于交叉压缩通道的检测方法，将检测通量提升了1万倍。并设计了一种基于物理模型快速求解器的实时阻抗流式细胞分析仪（piRT-IFC），实现了“细胞进，结果实时出”的全流程自动化处理能力，并验证其在未知细胞样本上具有相较神经网络加速方法更好的泛化能力。以上仅为部分报告嘉宾预告，更多精彩内容请查看会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icfcm2023/ iCCA 2023 交流群 温馨提示:1) 报名后，直播前助教会统一审核，审核通过后，会发送参会链接给报名手机号。填写不完整或填写内容敷衍将不予审核。2) 通过审核后，会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。

R&S LCX系列的LCR表能够用于传统的阻抗测量以及针对特定元件类型的专门测量，并提供研发所需的高精度以及生产测试和质量保证所需的高速度。用于高精度阻抗测量的R&S LCX LCR测量仪。 　　罗德与施瓦茨推出的新款高性能通用阻抗测试仪系列能够覆盖广泛的应用领域。R&S LCX支持的频率范围为4Hz至10 MHz，不仅适用于大多数传统家用电源的50或60 Hz频率以及飞机电源的400 Hz频率，还适用于从低频震动传感器到工作在几兆赫的高功率通信电路的所有设备。 　　对于选择合适的电容、电感、电阻和模拟滤波器来匹配设备应用的工程师来说，R&S LCX提供了市场领先的高精度阻抗测量。与此同时，LCX还支持以生产使用精度进行更高速度的质量控制和监控测量。测试方案包含生产环境所需的所有基本软件和硬件，包括远程控制和结果记录，仪器的机架安装，以及用于全系列测试的夹具。 　　R&S LCX使用的自动平衡电桥技术通过测量被测设备的交流电压和电流(包括相移)来支持传统的阻抗测量。然后用该数据来计算任何给定工作点的复阻抗。作为一种通用LCR测量仪，R&S LCX涵盖了许多应用，如测量电解电容和直流连接电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。 　　此外，除了全方位的阻抗测量之外，用户还可以测试变压器及测量直流电阻。为了研究元件的阻抗值在不同频率和电平下的变化，选配装置R&S LCX-K106能支持以频率、电压或电流作为扫描参数，进行动态阻抗测量。 　　R&S LCX系列推出两个型号：R&S LCX100的频率范围为4 Hz至300 kHz，R&S LCX200的基本配置频率范围为4 Hz至500 kHz，可选配覆盖高达 10 MHz 所有频率的选件。两种型号均配备出色的测量速度、精度和多种测量功能。包括：配备大型电容式触摸屏和虚拟键盘，支持所有主要测量工作的点击测试操作。 　　用户也可以使用旋钮设置电压、电流和频率值。不常用的功能则可以使用菜单操作。设置、结果和统计数据可以显示在屏幕上，还能导出以便进行自动后处理。用户最多可选择四个测量值并绘制成时间曲线，将最大值和最小值显示在屏幕上，一目了然地进行通过/失败分析。 　　罗德与施瓦茨的子公司Zurich Instruments AG生产的MFIA阻抗分析仪作为R&S LCX的完美补充，能够支持更多材料的阻抗研究。通过MFIA，研究人员可以表征半导体或进行材料研究，范围包括绝缘体、压电材料、陶瓷和复合材料，组织阻抗分析、细胞生长、食品研究、微流体和可穿戴传感器。

原标题：清华大学王文会团队: 基于阻抗流式细胞术的单细胞样本“一步式”分选除盐质谱预处理系统——01——研究背景单细胞质谱检测技术为单细胞化学特性分析提供了一种强有力的免标记分析手段，并在癌症分析、药物刺激、免疫分析等临床应用中展现出潜在价值。然而单细胞质谱往往需要进行必要的预处理操作，如将目标细胞从混合细胞群体样本中分离出来以提高质谱检测的准确性；除盐操作去除细胞常见缓冲液中的非挥发性盐，降低基质效应提高质谱检测灵敏度。目前这些预处理往往是通过多种设备或手动操作完成，效率较低；开发有效的一步式预处理方法对于单细胞质谱分析意义重大，但目前这方面的研究较为缺乏。为此，清华大学的王文会教授团队提出一种基于阻抗流式细胞术IFC的“一步式”分选除盐质谱预处理系统，经过处理的细胞样本可直接兼容现有的免标记质谱流式、液滴微萃取等单细胞质谱分析手段。研究工作以“Microfluidic Impedance Cytometry Enabled One-Step Sample Preparation for Efficient Single Cell Mass Spectrometry”为题发表在期刊Small上，并被选为Frontispiece。本工作基于IFC原理设计微流控芯片结构，结合压电驱动实现一步式单细胞分选除盐操作，将目标细胞从细胞群中分离出来的同时实现其外基质的置换。经实验验证，系统的分选效率99%、除盐效率99%，并被证实了在癌细胞和血细胞的分离、癌变细胞与正常细胞的分离与质谱检测方面的功能。图1. 基于阻抗流式细胞术的“一步式”分选除盐质谱预处理系统示意图——02——研究内容本工作中搭建了具有四层结构的微流控芯片，如图1所示。利用IFC进行细胞的电学及尺寸特性表征实现不同细胞的识别，待其流经分选区域时由压电执行单元对目标细胞进行分选，通过合适的流速配比，执行单元将目标细胞推至作为下鞘液的质谱兼容的挥发性盐溶液中，同时实现样本的分选与除盐。芯片采用两套电极，其中第1套用于单细胞电学表征，第2套用于表征确认除盐效率。图2. 微流控芯片结构及其工作流程示意图以商用均一性较好的6 μm和10 μm直径的PS微球对系统的分选效率进行了表征。在约9000个样本的实验中，系统展现出了99.53%的分选成功率，同时样本中的10 μm微球纯度由2.48%提升至92.23%，实现了约37倍的富集效率，如图3所示。此外在模拟血液中CTCs分离的实验中，在HeLa癌细胞与人体外周血单核细胞PBMC的混合样本中分选出HeLa细胞，其纯度由15.78% 提升至87.34%，展示出巨大的临床应用潜能。图3. 微流控系统的分选性能评估从定量的角度，以270 mM NaCl溶液作为样本液、去离子水作为下鞘液为例验证了系统的除盐效率，单次分选操作引入的NaCl物质的量仅为0.77±0.16 pMol，即使在300 cells/s的分选通量下除盐效率也能够达到99.62%；同时在实际的细胞样本测试中可以看出，未经除盐的样本信号被完全淹没，而经过该系统除盐后的能够清晰分辨单细胞的典型代谢与脂质峰，证实了系统优秀的除盐性能。图4. 微流控系统的除盐性能评估该系统进一步用于正常乳腺上皮细胞MCF-10A和癌变的乳腺癌细胞MDA-MB-468的分选与检测。通过双频点的锁相检测，分别表征了两类细胞的电学特性，并据此进行了分选操作，结果表明MCF-10A细胞的纯度由 10.64% 提升至77.78%，展现出了约7.31 倍的富集效率。此外将收集到的细胞样本直接与免标记质谱流式装置级联实验，同时表征了两类细胞的代谢特征，结果表明，部分显著差异表达的代谢和脂质可能是致使细胞电学特性差异的原因，充分验证了系统在多模表征与临床分析中的应用价值。图5. 正常细胞与癌变细胞的电学与代谢特性表征分析——03——总结展望本工作提出的基于IFC的一步法单细胞样品质谱预处理方法极大地方便单细胞质谱分析，突破了复杂操作和不必要的损耗。作为一个独立的样品制备模块，本微流控系统能够兼容多种质谱分析方法，为高效的质谱样品制备提供新的范式，进而为单细胞的多模态(如电学特性、代谢特征)表征提供新的思路。论文信息Microfluidic Impedance Cytometry Enabled One-Step Sample Preparation for Efficient Single-Cell Mass Spectrometry ；Junwen Zhu, Siyuan Pan, Huichao Chai, Peng Zhao, Yongxiang Feng, Zhen Cheng, Sichun Zhang, Wenhui Wang* (王文会，清华大学)；Small, 2024, https://doi.org/10.1002/smll.202310700作者简介本工作的完成单位为清华大学精密仪器系、精密测试技术与仪器全国重点实验室。精仪系王文会教授为通讯作者，精仪系博士研究生朱焌文为第一作者。清华大学张四纯教授、程振助理研究员、清华大学博士生潘思远、柴惠超、赵鹏、丰泳翔为论文工作做出了重要贡献。本研究得到了国家自然科学基金的资助。【相关阅读】有望提高2个数量级微流控介电泳分离通量！清华大学王文会Advanced Materials封面成果速递https://www.instrument.com.cn/news/20240604/722338.shtml 3i流式KOL|清华大学王文会教授团队在阻抗流式细胞术上取得系列进展https://www.instrument.com.cn/news/20231030/689623.shtml

回顾流式朋友圈2023，市场行业喜讯连连，仪器信息网特别盘点了2023年中国流式细胞仪市场新产品、新技术等行业动态信息，分为上、下篇，本期将回顾盘点2023年度流式细胞仪市场融资并购企业动态、相关政策标准以及重要成果进展。欢迎持续补充：liuld@instrument.com.cn上篇：2023流式朋友圈|新品内卷伴随精进+临床赛道涌现国产新玩家——PART01——流式企业收购融资，深耕布局2023年11月青岛瑞斯凯尔完成超亿元B轮融资2023年10月层浪生物荣获北京市“专精特新”中小企业称号https://www.instrument.com.cn/news/20231110/691612.shtml 2023年10月3i流式快讯|正熙生物融资数千万，发力流式荧光检测临床应用https://www.instrument.com.cn/news/20231008/686654.shtml 浙江正熙生物技完成A轮数千万元融资。由浙江复聚投资管理有限公司（以下简称 " 复聚投资 "）与湖州协兴投资发展有限公司合作基金参与投资。围绕流式检测的科研应用及临床落地，公司组建了具备多年研发与商业化经验的核心团队：90后创始人张洋博士师从著名免疫学家、美国科学院院士、霍华德休斯医学研究所Jason Cyster教授, 是中国大陆首位毕业于全球顶尖医学院加州大学旧金山分校(UCSF) 的免疫学博士，张洋博士同时具有美国耶鲁大学工商管理(MBA)和医疗管理(MPH）双硕士学位。2023年9月3i流式快讯|凯普瑞生物完成数千万元Pre-A轮融资，聚焦免疫分型https://www.instrument.com.cn/news/20230918/684389.shtml 本轮融资由黄埔医药基金和亚宝药业集团联合投资，锐翎资本担任独家财务顾问。这是凯普瑞继2022年6月完成天使轮融资后的新一轮融资。本轮融资主要用于研发团队的拓展、创新产品的研发和美国子公司销售团队的加强，提升全球市场占有率。河南凯普瑞生物技术有限公司是以临床、科研的流式试剂及配套的流式细胞仪，以及特色荧光为一体的国家高新技术企业，拥有二十余位行业专家构建的强大科学家团队，其中教授6人，博士10余人。公司有以ICCS国际临床流式细胞学会候任主席王飒教授为首的国际顶尖流式专家顾问团队。2023年9月围绕高端流式分析 苏州医工所携手苏州四正柏共建联合研究中心https://www.instrument.com.cn/news/20230914/684031.shtml 双方代表签订了战略合作协议。双方将紧密围绕高端流式细胞分析技术方向合作共建“苏州医工所-四正柏联合研究中心”，在仪器和试剂开发、成果转化及产业化方面开展深入合作。2023年8月星赛生物牵头国家重点研发计划"高通量拉曼流式细胞分选仪"|茅台股份等共同申报https://www.instrument.com.cn/news/20230815/679723.shtml “该项目由星赛生物牵头，联合中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、贵州茅台酒股份有限公司等10家企事业单位共同申报，主攻有别于荧光流式和质谱流式等传统技术的拉曼流式新赛道，总经费达4020万元。”“高通量拉曼流式细胞分选仪”项目服务协议签约仪式2023年7月层浪生物与碧迪医疗达成MateCyte代理合作，并加入碧迪质量体系https://www.instrument.com.cn/news/20230725/676648.shtml 2023年7月24日，碧迪医疗与层浪生物在上海举办MateCyte流式细胞仪签约仪式。双方的本次合作将围绕MateCyte两激光流式细胞仪展开，从产品质量、售后服务等维度进行全方位合作。通过发挥各自优势，为流式工作者提供更优质的产品及服务，为广大患者提供更好的诊疗体验，共同促进健康中国流式技术的高质量发展!2023年8月CURIOX在韩国KOSDAQ挂牌上市，专注细胞洗涤https://www.instrument.com.cn/news/20230811/679208.shtml2023年8月10日，细胞洗涤领域领先的高科技公司Curiox Biosystems正式在韩国KOSDAQ挂牌上市。Curiox成功上市，标志着Curiox在生物技术创新发展道路上的一个胜利。Curiox表示还将在细胞洗涤领域持续深耕，不断为客户带来更好的细胞前处理解决方案。同时也会专注于于不断拓展技术应用场景，为更多领域的科学家提供创新的样本处理方法。2023年5月宸安生物流式质谱通过国家临检中心室间质量评价https://www.instrument.com.cn/news/20230811/679298.shtml宸安生物全资子公司重庆晟都医学检验实验室参加了由国家卫生健康临床检验中心（NCCL）举办的2023年全国流式细胞术-淋巴细胞亚群室间质量评价。此次考核的评估项目共包含CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD3-CD16+CD56+以及CD3-CD19+五项指标。报告显示，宸安生物的旗舰产品Starion星瀚®流式质谱系列以五项指标满分的佳绩通过了本次评估，再次证明了其在实际使用中的卓越检测精度和准度！2023年3月凯普瑞携手谱康医疗开拓流式应用市场https://www.instrument.com.cn/news/20230307/654543.shtml3月3日，河南凯普瑞生物技术有限公司与杭州谱康医学科技有限公司签署战略合作协议，以期推动流式细胞术在生命科学研究和临床研究中的发挥更大作用。2023年2月安捷伦发布NovoCyte流式细胞仪合规性软件https://www.instrument.com.cn/news/20230222/652651.shtml 安捷伦科技公司发布新的NovoExpress软件，该软件为NovoCyte流式细胞仪系统引入了集成的合规工具。合规性支持功能使用户能够满足FDA 21 CFRPart 11和附录11中定义的监管要求。流式细胞仪作为细胞分析工具用于治疗开发、制造、诊断和预后应用，新的NovoExpress软件进一步加强了对这些客户的支持。NovoCyte系统将安捷伦仪器和软件相结合，提供了可自动化和可审计的工作流程。使数据完整性符合FDA 21 CFRPart 11和附录11中定义的电子记录和电子签名的要求是制药和生物制药制造客户需要攻克的难关。2023年2月Cytek宣布将收购Luminex流式细胞术和成像业务https://www.instrument.com.cn/news/20230214/651336.shtml 2月13日，Cytek官网发布消息称CytekBiosciences将收购DiaSorin的流式细胞术和成像业务。早在2021年4月12日，意大利体外诊断公司DiaSorin宣布以18亿美元全资收购美国Luminex公司，引起了中国诊断行业和投资圈的广泛关注。Amnis®成像流式细胞仪的四次易主之路2011年，默克密理博收购成像流式细胞仪制造商Amnis；2018年，Luminex宣布以7500万美元收购MilliporeSigma的流式细胞仪组合Amnix和Guava；2021年，意大利体外诊断公司DiaSorin（索宁）宣布以18亿美元全资收购美国Luminex公司；（https://www.instrument.com.cn/news/20210506/579330.shtml）2023年，Cytek宣布将收购Luminex流式细胞术和成像业务。——PART02——崭露头角的阻抗流式细胞技术3i流式KOL|清华大学王文会教授团队在阻抗流式细胞术上取得系列进展https://www.instrument.com.cn/news/20231030/689623.shtml单细胞的生物物理特性可揭示细胞的基本结构及生理状态，对疾病诊断意义重大。仪器信息网特邀清华大学王文会教授团队分享在阻抗流式细胞术上取得系列进展。从Coulter计数器发展而来的阻抗流式细胞术IFC具有通量大的优势，在技术和应用上取得了很大的进展，但在提取单细胞的本征参数方面还存在低效、解算慢、模态单一、准确性未知、易堵塞等问题。基于常用的电阻抗流式器件结构和测量架构（图），清华大学王文会教授团队近年在解决以上这几个问题方面取得了一系列进展。图：阻抗流式细胞术基本架构3i流式研发快讯|实时阻抗流式细胞分析仪研究取得进展https://www.instrument.com.cn/news/20230728/677224.shtml中国科学院微电子研究所健康电子中心研究员黄成军、副研究员赵阳团队，在单细胞电学特性流式分析方法及高通量实时分析仪器研究方面取得重要进展。实时阻抗流式细胞分析仪（piRT-IFC）原理样机、核心微流控芯片、设备交互界面、典型结果和自动化实时数据处理流程 ——PART03——政策标准+专家共识指南国家药典委拟立项《流式细胞术指导原则的建立》课题 https://www.instrument.com.cn/news/20240226/706014.shtml 2023年11月6日，国家药典委公布药品标准制修订拟立项课题（第一批）承担单位，其中《流式细胞术指导原则的建立》课题由药典委生物制品处承担。课题名称：《流式细胞术指导原则的建立》研究目的：为药物研发、药物疗效和毒性生物标志物检测、细胞药物和组织产品的表征及药品质量控制提供分析指导原则。流式细胞术相关专家共识序号专家共识杂志1流式细胞术的临床应用专家共识《中华检验医学杂志》2基于多参数流式细胞术精细化分析外周血免疫细胞亚群的中国专家共识《中华预防医学杂志》3TBNK淋巴细胞检测在健康管理中的应用专家共识《中华健康管理学杂志》4新型冠状病毒感染康复期人群健康体检特殊项目的专家共识《中华健康管理学杂志》5实体肿瘤外周血细胞免疫功能实验室检测专家共识，《中华检验医学杂志》6慢性淋巴细胞白血病微小残留病检测与临床解读中国专家共识（2023年版）《中华血液学杂志》7淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中应用的专家共识《国际检验医学杂志》8急性淋巴细胞白血病微小残留病检测 与临床解读中国专家共识（2023年版）《中华血液学杂志》9中国蕈样肉芽肿诊疗及管理专家指南（2023版）《罕见病研究》10艾滋病免疫重建不全临床诊疗专家共识（2023版）《中华传染病杂志》11奥密克戎变异株所致重症新型冠状病毒感染临床救治专家推荐意见，《中华结核和呼吸杂志》12流式细胞术的临床应用深圳市成人新型冠状病毒奥密克戎变异株感染重症临床救治专家共识专家共识《新发传染病电子杂志》——PART04——大型会议+重要活动1、第五届流式细胞技术网络会议（iCFCM2023）2023年10月16日-19日，仪器信息网网络讲堂成功举办第五届流式细胞术网络会议，大会为期3.5天，开设多个主题会场，聚焦流式细胞仪新技术、新应用，共吸引近2000流式人参会。（点击查看回放）预告|2024年度第五届流式细胞术网络会议拟定于10.22-10.25在线举办，欢迎推荐或引荐新技术、新产品、新应用非商业报告，欢迎流式厂家提前预定赞助报告位置等多种赞助形式。2、细胞生物学前沿技术交流会(流式细胞分析分选技术专场)https://www.instrument.com.cn/news/20230417/660743.shtml2023年4月13-14日，由中国科学院上海生命科学大型仪器区域中心主办，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心公共技术中心承办的“细胞生物学前沿技术交流会（流式细胞分析分选技术专场）”在上海顺利召开。会议通知发出后,得到了领域内众多专家学者的积极响应和热情支持，来自全国各科研院所、高校、政府实验室以及企事业单位的专业技术人员、研究人员﹑企业CEO、产品经理、博士后以及在读研究生等百余人相聚上海。仪器信息网受邀参加本次会议，并进行相应报道。3、第十一届陆道培医疗流式细胞术临床应用及新进展学习班2023年11月24-26日由北京医学检验学会、中国中西医结合学会检验医学专业委员会、中国非公立医疗机构协会血液病专业委员会、陆道培医疗（北京陆道培生物技术有限公司、信纳克（北京）生化标志物检测医学研究有限责任公司）、厦门弘爱医院联合举办的2023年度“第五届北京医学检验学会暨第五届中国中西医结合学会检验医学专业委员会流式细胞分析诊断专家委员会学术年会暨第十一届陆道培医疗流式细胞术临床应用及新进展学习班”在厦门国际会议中心酒店召开。大会有来自全国各地的500多名流式专家和同仁共襄盛举，共话流式。本次大会由北京陆道培医院陆鸣冈院长、厦门弘爱医院应敏刚院长、中国中西医结合学会检验医学专业委员会杨曦明主任委员、中国中西医结合学会检验医学专业委员会流式细胞分析诊断专家委员会顾问刘贵建主任、中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院崔巍主任担任大会荣誉主席，由中国中西医结合学会检验医学专业委员会流式细胞分析诊断专家委员会主任委员陆道培医疗医学检验科王卉主任担任本次大会主席，由陆道培医疗流式细胞室陈曼主管担任本次大会执行主席。4、全国流式细胞术质量管理与能力提升学术大会暨第四届丝路流式高峰论坛https://www.instrument.com.cn/news/20230530/667509.shtml2023年5月26至27日，“全国流式细胞术质量管理与能力提升学术大会暨第四届丝路流式高峰论坛”在乌鲁木齐市尊茂银都酒店成功举办。本次会议由中国医药质量管理协会（CQAP）医学检验质量管理专业委员会流式与细胞鉴定质量管理专业主办，新疆维吾尔自治区人民医院临床检验中心承办。本次大会是医学检验细分专业流式细胞技术领域的一次盛会，内容全面丰富，来自全国各地近300名专家学者现场参与了本次会议。本次会议旨在推动流式细胞术在临床诊疗和科研中的应用，提高检测质量水平，共同交流探索流式细胞术的临床应用及广阔前景。生命科学系列线上报告征集1、分子生物学、细胞生物学、肿瘤免疫等生命科学相关报告：欢迎踊跃推荐或自荐；2、推荐或自荐安排：1）凡期望能够在本次会议上发表演讲的单位与个人，都可直接推荐或自荐，演讲为线上PPT报告形式，每个报告30分钟（含约5分钟线上答疑互动时间）；2）推荐或自荐演讲人时，请写明演讲人姓名、单位、主要从事研究内容、演讲题目及详细联系方式（邮箱、电话号码），并发送至liuld @instrument.com.cn ；流式技术|应用|市场主题约稿为帮助广大实验室用户及时了解前沿技术进展、创新产品与解决方案，仪器信息网特此约稿。投稿文章将于话题专栏展示并在仪器信息网相关渠道推广，投稿邮箱：liuld@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13683372576（同微信）。彩蛋时间2023年年初，我们曾借用人工智能ChatGPT预测了备受关注的流式细胞仪市场规模以及10家具有良好发展前景流式细胞仪企业（点击查看），各位觉得ChatGPT对2023的预测准确吗？那么2024年，各位看官认为发展前景更好的国产、进口流式厂商TOP5分别是哪几家呢?请在评论区留下你的看法吧

2023年6月，专注于诊断生物芯片开发的Randox宣布完成对Cellix的收购，Cellix总部位于柏林，聚焦开发用于细胞分析的微流体工具和阻抗流式细胞仪。此次收购将Randox的技术能力扩展到台式流式细胞术领域，用于个性化医疗和改善预防性医疗保健。“收购Celix补充并扩大了Randox的产品，使更广泛的科学家和临床医生更容易使用流式细胞术，”Randox实验室董事总经理Peter FitzGerald说。“我们期待将赛利克斯在细胞术方面的专业知识与我们对诊断的奉献精神相结合，并相信这种组合将使我们能够简化工作流程，从而为患者带来更好的结果。Cellix首席执行官Vivienne Williams说：“我们的团队非常高兴能与Randox联手，在更广泛的科学界扩大对我们技术的访问。Cellix的专业团队一直致力于开发基于阻抗的细胞术，用于细胞分析，这些细胞分析得到了包括颠覆性技术创新基金在内的项目的支持。凭借Randox强大的全球影响力和对研发的奉献精神，我们期待继续开发我们的技术并扩大我们的客户足迹。

项目编号：22CNIC-031692-040项目名称：华北电力大学介电阻抗分析仪项目预算金额：174.5500000 万元（人民币）最高限价（如有）：174.5500000 万元（人民币）采购需求：名称：介电阻抗分析仪数量：1套技术要求：▲1.分析仪频率范围：10 μHz～40MHz；▲3.电容测试范围：3fF～1F；▲4.温控范围：-150°C～400°C；合同履行期限：自签订之日起5个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

p 　　记者从中国科学技术大学获悉：该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室在医学电阻抗成像方面取得重要进展，他们利用参数化水平集方法实现了高分辨的电阻抗图像重建。该成果发表在医学成像领域国际顶级期刊《医学影像》上。 /p p 　　电阻抗成像技术是根据生物体内不同组织在不同功能状态下具有不同电阻抗的原理，通过在生物体体表注入安全激励电流，测量体表响应电压，重建生物体内部的电阻抗分布，从而反映体内结构及功能的新型医学成像技术。由于电阻抗成像具有功能成像的特点，而且对人体无害、使用方便、设备价格相对低廉，成为近年来国内外研究的热点。但电阻抗重建图像通常分辨率较低且对模型误差极为敏感，因此开发高效、稳定且具有高分辨能力的成像算法是电阻抗技术的关键和难点。 /p p 　　杜江峰院士团队通过利用近年来发展起来的参数化水平集方法及临床医学上现有信息，设计了新的电阻抗成像算法，成功实现高分辨的电阻抗图像重建，并通过大量仿真实验验证了算法的有效性和可行性，结果表明该算法不仅具有高分辨图像重建能力，而且对医学电阻抗成像中普遍存在的模型误差、参数优化设置方式等具有很好的稳定性。 /p p 　　据介绍，该研究成果有望推动电阻抗成像技术向更为实用的应用方向发展，例如肺部临床电阻抗成像等。 /p

目前，锂离子电池电芯与模组正朝着超大容量，高度集成化方向发展，锂离子电池生产企业，系统集成商和主机厂为了获得更高的体积能量密度，正从100Ah电芯逐渐切换到200Ah以上大容量电芯，此外刀片电池，CTP，CTC技术以及4680型电池的广泛应用，对现有检测设备的测试能力提出新的极限挑战。基于联合Nissan，英国华威大学(WMG)和Element Energy参与由英国商业、能源和工业战略部主导的”英国能源存储实验室”项目，AMETEK(普林斯顿及输力强电化学)公司开发了新一代大容量动力电池评估系统。输力强分析的SI-9300R，是一套针对动力电池开发，测试，诊断和梯次利用分级筛选的一站式多通道电池评估系统，适用于多种不同类型电池的分析，并具有无与伦比的超高精度，测量和快速诊断能力。 动力电池开发-测试-分析-分级 动力电池对高比容量、快速充电和长寿命等特性的需求，使得电池测量面临着更大的挑战。在对动力电池测试设备市场深入分析，对动力电池和电动汽车生产企业需求的充分了解的基础上, Solartron Analytical开发出一整套针对动力电池开发，测量，分析和分级的系统解决方案。 SI-9300R 五大技术特点 1.超大容量电流量程：2A-300A200A连续，300A脉冲并联可达到1000A可以满足各种类型的单体动力电池及模组的测试需要，不仅可以满足传统的18650，21700等类型的圆柱型电池，同时可以满足日益增长的高容量软包及方形动力电池测试。 2.超高精度• 24-位高精度ADCs• 磁通量电流传感器-高精度低热漂移• 高精度电流电压测量：0.03%• 高精度阻抗测试：0.1%, 0.1deg可满足动力电池在开发，测试，分析，分级等复杂应用场景下的差异性测试需求3.超强能力随着对动力电池安全及性能的要求越来越高，如何在满足常规直流测试的前提下，同时实现动力电池电化学性能快速精确测量呢？交直流同步测试，一站式完成，无需切换接线，确保人机安全。集充放电技术，电化学测试技术于一身，可提供如线性循环伏安，线性扫描，恒电流，恒电压，恒功率恒电阻和HPC(高精度库伦法)等全套动力电池测试技术。 每通道标配交流阻抗功能，可完成动力电池在充放电过程中的动态EIS分析，模拟实际工况下的使用状态。每通道标配两个辅助分压功能，可同时同步监测单体电池中正负极或串联模组中的单体及总体响应。快速进行正负极或单体失效分析。 4.全新技术专利数据直存硬盘技术–保证系统的可靠性和数据安全性电网回馈式–多余电能回馈电网不会产生热能损耗体积小，节约空间通道电能共享–放电电能将用于对其他电池充电-优化电能使用，节能环保，减少碳排放。实时数据分析–测试时可进行实时DC/EIS数据分析, 实时诊断电池性能。 5.超快SoH诊断基于9300R强大的充放电仪叠加交流阻抗功能，及灵活开放的软件界面，可开发出动力电池快速SoH(健康状态)诊断功能。全球首个成功案例，输力强通过与英国华威大学合作，使用9300R ，针对NISSAN LEAF的退役动力电池模组开发出SoH专利算法，仅仅3分钟之内即可分析出电池的SoH，且其误差为+/-3%，远高于传统的直流方法。 这为动力电池梯次利用，分级筛选提供了高可靠性，巨大经济性的解决方案。 “工欲善其事，必先利其器“，输力强作为全球超高精度，超高可靠性的动力电池，研发，测试，分析和分级的领先品牌，一直持续致力于为广大科研用户提供最先进的技术解决方案。

【期刊】Journal of Power Sources IF=9.13DOI：https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230459 【成果简介】 锂离子电池现已广泛应用于数码产品，医疗器械，和汽车等众多领域。可是，在使用锂离子电池的过程中，锂电池的性能会随着内部结构的老化而降低。这一问题会导致使用锂离子电池的成本增高。为了更加深入地了解锂离子电池在使用过程中老化的细节。奥地利林茨大学Gramse教授课题组近日利用扫描电镜专用原位AFM探测系统AFSEM对锂离子电池老化过程中电表面的形貌和导电特性的变化进行了纳米尺度的原位研究，其成果发表在Journal of Power Sources上。 AFSEM™ —使AFM和SEM合二为一：▪ 实现AFM和SEM的功能性互补▪ 让SEM实现样品的真实三维形貌成像▪ 在扫描电镜中进行AFM原位分析▪ 无需激光和探测器，适用于任何样品表面▪ 适配SEM不妨碍正常的操作 【图文导读】图1 用不同尺度和方法来研究锂离子电池的电化学表现。A）用电化学阻抗谱（EIS），电池循环和容量测试的方法研究锂离子电池的老化问题。 B)用电化学相关有限元的方法来研究电池的EIS表现。C）用AFM，AFSEM和SEM等表征手段研究电池循环后的纳米尺度上的彼变化。图2 电化学循环次数，充电状态和循环温度对锂离子电池阻抗谱的影响。A）电池不同循环次数后阻抗谱的变化。B）充电600次后，24℃条件下的电池阻抗谱。C）不同温度下，循环100次后电池阻抗谱的研究。 图3 锂离子电池的有限元模型。A）锂离子电池的一维有限元模型。B)不同薄膜阻抗下模拟的电化学阻抗值。C)电化学阻抗模拟值随着双层电容的变化。D)不同电材料颗粒大小对电化学阻抗模拟值的影响。图4 电池经过循环后，SEM和AFSEM对电池内部结构的原位微纳表征。A）经过不同次数的循环后，石墨阳表面的电子扫描成像。B）AFSEM对不同循环次数的阳表面形貌进行原位表征。C) AFSEM对不同循环次数的阴表面形貌进行原位表征。图5 利用AFSEM多功能探针对不同老化阶段的阳材料进行表征。A）为AFSEM原子力显微镜扫描获得的形貌图。B）扫描微波显微镜对样品表征结果。C）AFSEM提供的样品纳米尺度的直流电导率测量。 【文章总结】 奥地利林茨大学Gramse教授课题组利用AFSEM对老化锂离子电池电表面进行了纳米尺度的原位分析。这是因为AFSEM可以在电子显微镜所需的真空环境下运行。在获得电子显微成像的基础上，还可以获得样品表面形貌的信息。除此之外，AFSEM的多功能探针，也可以对样品指定区域的磁性，电学，力学，热学性能进行微纳尺度的表征。

项目编号：NBMC-20221186G 项目名称：浙江大学宁波“五位一体”校区教育发展中心原位扫面电子显微镜及阻抗分析仪项目 预算金额（元）：5500000 最高限价（元）：5000000,500000 采购需求： 标项一 标项名称: 原位扫面电子显微镜 数量: 1 预算金额（元）: 5000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途： 高真空分辨率（SE二次电子）：0.5nm@15kV （减速模式）等 备注： 标项二 标项名称: 阻抗分析仪 数量: 1 预算金额（元）: 500000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：阻抗测试精度典型值为：±0.045%等 备注： 合同履约期限：标项 1，合同签订生效之日起9个月内货到采购人指定地点，安装调试完成并通过验收合格 标项 2，合同签订生效之日起5个月日内货到采购人指定地点，安装调试完成并通过验收合格 本项目（否）接受联合体投标。

仪器介绍丨抗生素检测仪的应用场合与检测项目　　山东云唐智能科技有限公司生产的抗生素残留检测仪可现场快速检测抗生素类残留、兽药残留、激素类残留等，该仪器广泛应用于食药监局、卫生监督部门、农业部门、商业系统养殖场、屠宰场、食品肉产品深加工企业、畜牧兽医、检验检疫部门、食品生产企业、农副产品批发市场、农业生产基地、超市、餐厅、高教院校、食堂等单位部门对食品中的不安全指标进行监测使用。点击查看详细信息→→→https://www.instrument.com.cn/netshow/C535413.htm　　仪器主要技术性能　　1、仪器采用10.1英寸液晶触摸屏显，搭配运行安卓智能操作系统，主控芯片采用ARM Cortex-A7，RK3288/4核处理器，主频1.88Ghz，运转速度更快速，性能更强。　　2、仪器功能包括：胶体金检测模块、数字化管理模块、无线通讯模块等，可以满足同一软件下实现所有检测项目的检测，并在同一窗口展示检测结果。　　3.一体化台式快检设备，采用交直流两用供电方式，可连接车载电源，配备6ah大容量充电锂电池，可以满足现场及流动检测使用的需求。　　4、系统自带数据集成模块，设备首页自动统计检测数据包含：周检测数据、月检测数据，全部检测总数量，均包含检测总数，合格数，不合格数，以及相关柱形分析图，对各项检测数据清晰掌握，无需电脑查询，更加快捷直观。　　5、仪器具有任务预设模块，可在样品送检前提前预设样品名称、检测指标、送检单位等信息，样品送检时一键调取保存信息，检测更加方便快捷。　　更多细节展示　　胶体金检测模块：直插式自动扫描方式，可实时显示金标卡实时图像，系统自动分析并呈现出CT曲线图，CT线自动识别，无需手动调整，完成检测后自动退出检测卡。检测结果判定线可修改，对照值标定值可保存，断电不丢失数据。　　设备的应用好处　　抗生素检测仪的使用为食品安全领域带来了突破性的进展。它的快速、准确和便携的特点使得抗生素残留物的检测变得更加高效和方便，为保障食品的安全和消费者的健康提供了有力的支持。同时，它也在农业生产中起到了重要的作用，帮助农户合理使用抗生素和化学药物，减少对环境和人体健康的潜在风险。　　产品参数解析　　1、主控芯片采用ARM Cortex-A7，RK3288/4核处理器，主频1.88Ghz，运转速度更快速，稳定性更强。　　2、显示方式：7英寸液晶触摸屏显示，人性化中文操作界面，读数直观、简单。　　3、交直流两用，直流12V供电，可连接车载电源，可配6ah大容量充电锂电池，方便户外流动测试。　　4、光源亮度自动调节与校准　　5、智能恒流稳压，光强自动校准，长时间连续工作光源无温漂现象。。　　6、内置新国家限量标准，与所测结果进行现场比对，并持续更新标准。　　7、不间断进样，连续检测　　8、样本编号自动累加。　　9、检测项目可扩充。　　10、检测结果可批量打印，批量上传。　　11、检测结果为Excel表格，连接电脑即可拷贝。　　12、检测结果存储容量20万条　　13、标准USB接口，免驱动安装。　　14、固件可升级

大型动力电池的电化学测量方法技术讲座--EIS（电化学交流阻抗测试）应用-- 电化学交流阻抗测试(EIS)、是把电池内部的化学反应置换为电气特性的等效电路，进行详细解析的唯一方法。在很早以前，此方法就应用于基础电化学、金属腐蚀、蓄电池、燃料电池等的测试。 其具有通过扫频的方式可以分离时间常数的特点，如果应用于电池测试，可以在不破坏复杂的电池内部状态的情况下，对电池进行解析，这是在充放电测试中无法达到的。在高性能电池研发技术处于领先地位的日本，EIS测试在电动汽车用大型电池的评价测试领域也已经广泛普及。而在目前的中国大部分企业偏重于实际生产，忽略了基础研发，基本上没有进行大型电池的EIS测试。 本次讲座，以已经进行着大型电池的研发或者将来有意进行大型电池研发的技术人员为对象，结合我公司测试设备的演示，以简单易懂的方式讲解EIS测试的基本原理以及在大型动力电池领域上的应用。■主讲人：佐佐木 浩人 （尖端应用测量部 部长）■现场翻译：郑海林■内容：　交流阻抗与直流电阻的区别　EIS的测试原理、设备选型、测试注意事项　EIS测试事例简介　大型动力电池上的应用和现场演示　大型动力电池测试的注意事项、误差因素　问题的解决方法：介绍我公司的解决方案 ※采用模拟和现场演示的方法进行说明。 ※讲座结束后，举办交流晚餐■时间：2011年12月22日（星期四）13:30-16:30■地点：上海市内酒店会议室（另行通知）■参加人数：30人■参加费：免费（需要事先登记报名）■登记报名：　使用E-mail登记　请写清楚所在公司、部门、姓名、电话、邮箱地址，　并注明"报名参加大型动力电池的电气化学测试方法应用技术讲座"，　发邮件至bfc@toyochina.com.cn 　※讲座内容可能部分发生变化。 　※由于参会人数有要求，超过定员将停止接受报名，请您尽早登记报名。 　※我们可能拒绝同行业的竞争对手以及与此相关的人员参会。■咨询　东扬精测系统（上海）有限公司 尖端应用测量部 郑海林、沈利　TEL: 021-6380-9633 Email: bfc@toyochina.com.cn　URL: http://www.toyochina.com.cn

【科学背景】随着锂金属电池（LMBs）技术的发展，高能量密度电池的需求日益增加，LMBs因其有望实现超过500 Wh kg&minus 1的能量密度而引起了科学家的广泛关注。其中，电极/电解质界面在二次电池中的质量传输和能量转换效率起着关键作用。然而，由于锂金属负极（LMA）相关的挑战，如锂枝晶的形成和低库仑效率（CE），这一领域的研究面临着巨大的困难。特别是在界面处的锂离子（Li+）溶剂化结构与电场的相互作用研究方面，仍然存在诸多未解之谜。为了解决这些问题，各国纷纷启动了战略研发计划，以推动LMBs的商业化应用。例如，美国的Battery500联盟和中国的五年计划等。然而，尽管已有许多研究通过调节Li+溶剂化结构来试图优化固体电解质界面（SEI）的形成，如通过溶剂-盐电解质、弱溶剂化电解质和高熵电解质等手段增加接触离子对（CIPs）和聚集体（AGGs）的比例，这些努力在实际应用中仍面临着诸多挑战。电解质设计的目标是稳定电极/电解质界面，从而提高锂镀层/剥离的库仑效率，但在实际应用中，相似的溶剂化化学在不同条件下仍然会表现出不同的电化学性能。鉴于此，浙江大学范修林团队提出了一种介电策略，旨在通过调控界面电场下的Li+溶剂化物行为，解决LMA相关问题。具体而言，这一策略通过优化介电环境，保持阳离子-阴离子对在界面处的高振荡幅度，从而促进阴离子衍生的SEI形成，并减少电解质在电极/电解质界面的持续消耗。最终，这一研究成功地在工业锂金属软包电池中实现了PFB电解质的应用，并且实现了500 Wh kg&minus 1以上能量密度的电池设计，展示了介电调控策略在高能量LMBs中的巨大潜力。【科学亮点】1. 实验首次在锂金属电池中研究了阳离子溶剂化在电极-电解质界面的行为，揭示了外部和分子内电场对锂金属阳极适应Li+溶剂化物的协同效应。通过对带电界面上的阳离子-阴离子对的周期性振荡分布进行观察，发现低振荡幅度会加剧电解质的分解并增加表面阻抗。2. 实验通过提出一种新的介电策略，有效保持了界面上的阳离子-阴离子配位的高振荡幅度。这一策略通过调节界面电场，防止电解质过度分解，并促进形成稳定的固态电解质界面（SEI），从而提高了电池的库仑效率和能量密度。3. 实验成功在安时（Ah）级别上实现了一种能量密度为500&thinsp Wh&thinsp kg&minus 1的锂金属软包电池，验证了该介电策略在实际应用中的有效性。此研究为锂金属电池技术的发展提供了新的思路和方向。【科学图文】图1：界面电场随介质环境的演变。图2：分析CE对Li+电解液的依赖性。图3：Li+溶剂化物的界面动态。图 4: 实时Li+溶剂化与界面化学之间的相关性。图 5: 揭示微结构尺寸上的Li沉积。图 6: Li金属软包电池的电化学性能【科学结论】本文的研究揭示了阳离子溶剂化在电极-电解质界面上的复杂行为及其对电池性能的关键影响。作者发现，虽然阳离子溶剂化在体相溶液中已被广泛研究，但在电极-电解质界面上的机制仍不完全明确。研究表明，界面处的阳离子-阴离子对呈周期性振荡分布，且低振荡幅度会加剧电解质分解并增加表面阻抗。为了解决这些问题，作者提出了一种介电策略，通过在界面上保持高振荡幅度来稳定阳离子-阴离子配位，从而有效减少电解质消耗，提升电池性能。通过应用这一策略，作者成功实现了使用超低量电解质的锂金属软包电池，能量密度达到500&thinsp Wh&thinsp kg&minus 1。这一发现不仅优化了电池界面的电化学性能，也为电池技术的进一步发展提供了新的方向。本文的研究为如何调控固/液界面的电化学行为提供了宝贵的见解，对未来高能量密度电池的设计与应用具有重要的指导意义。参考文献：Zhang, S., Li, R., Deng, T. et al. Oscillatory solvation chemistry for a 500 Wh kg&minus 1 Li-metal pouch cell. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01621-8

地下金属管道防腐层探测检漏仪/地下金属管道防腐层探测检测仪 型号：WN-SL-6 【能及用途】本仪器是目前界上广泛重视的稳定性、抗干扰的新颖仪器之，它能在不挖开复土的情况下，方便而准确地查出地下管道的走向、深度和缘防腐层的漏蚀点的确位置，使整个管道表面不再屡遭到处开搪破土之苦，是油田、化、输油、输气、水电等为保证地下管道防腐层的施质量检查和维修检查的种探测仪器。 【特点】1、仪器电源采用日本可靠性原装开关电源，充电时实行智能快速充电，无需人控制。2、仪器电压、输出电流信号能够自动转换。3、直流电源与交流供电能自动转换。4、仪器采用抗干扰线路，特别实用于城市管网的普查与维护。5、发射机采用液晶显示，提了输出度与仪器的性能。6、仪器特设保护自动调节能，克服产品致命的弱点。7、仪器的线路采用模块化结构、三防设计，从而大大提仪器的野外使用寿命和可靠性。 【主要术标】 1.检漏度：≥0.25mm2；2.位置偏差：＜20cm；3.准确率：＞98%4适用范围：各种直径的油、气、水等地下防腐金属管道。（）发射机术标：1.发射率：≥25W，可调；2.发射频率：1K±0.1Hz，节拍频率1-2Hz；3.输出阻抗匹配：0-100Ω；4.发射距离：50m-5Km（5公里以外可逐移动）；5.作电流：≤3A，1-3A可调；6.作电源：12V（系镉镍电池或汽车电源）；7.重　　量：2.8Kg(不计电池重量)；8.外形尺寸：99×220×220（二）探测仪术标：1.灵敏度：0.1mV；2.走向位置偏差：＜10cm；3.探测深度：≤5m；4.作电源：6V镉镍蓄电池组；5.重量：0.9Kg；6.外形尺寸：165×135×69。（三）检漏仪术标：1.检漏度：≥0.25mm2；2.检漏深度：≥0.5m；3.位置偏差：＜20cm；4.作电源：6V镉镍蓄电池组；5.重量：0.9Kg；6.外形尺寸：165×135×69。 【检测原理及方法】通过向地下管道发送出1KHz的电磁波信号，探测仪利用探头与磁力线地平面垂直相切时，收到的信号小（几乎为零）的原理来测定管道的走向和深度。 检漏原理：通过向地下管道发送个交流信号源，当地下管道防腐层被腐蚀后，该处金属分与大地相短路，在漏点处形成电流回路，将产生的漏点信号向地面辐射，并在漏点正上方辐射信号，根据这原理就可准确地找到漏蚀点。检漏方法：采用“人体电容法”，就是用人体做检漏仪的感应元件，当检漏员走到漏点附近时，检漏仪开始有反应，当走到漏点正上方时，喇叭中的声音响，表头示，从而准确找到漏蚀点。

10月16日，中山大学博导在线讲解电化学阻抗谱相关内容，立即报名！主题：‍‍‍‍电化学阻抗谱 基本原理、应用与解析‍‍‍‍时间：2022年10月16日(周日)14:00腾讯会议号：983-316-239会议内容：‍‍‍‍‍‍电化学阻抗谱的基本概念与特点‍‍‍‍‍‍电化学阻抗谱在电化学测试与分析中的必要性和重要性电化学阻抗谱在典型体系中的应用电化学阻抗谱解析方法及其实现主讲人：曹发和 博士 中山大学材料学院教授博士生导师 主要开展面向复杂苛刻环境的材料开发、失效机制和服役评价方面的工作，核心是应用具有时间和空间分辨的微区技术(如扫描电化学显微镜和扫描振动电极等)和宏观电化学技术(电化学阻抗谱，电化学噪声等)揭示材料的组织结构、腐蚀反应与环境行为的关系以及内在机制，推动基于化学/电化学反应研究腐蚀行为的范式。 担任中国腐蚀与防护学会常务理事，中国腐蚀与防护学会腐蚀电化学及测试方法专业委员会秘书长和中国腐蚀与防护学会青年工作委员会委员，并担任《中国腐蚀与防护学报》和《电化学》编委以及《Corrosion Communications》副编辑等。 承担国家/省部级科研项目近20项 发表学术论文120余篇，SCI他引超过3500次 申请国家发明专利10项，已授权5项 获省部级科技进步二等奖1项和中国腐蚀与防护学会杰出青年成就奖1次。

日前，为了进一步提高电动自行车锂电池质量安全谁，工业和信息部组织起草了《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》（GB 43854—2024）。从此，电动自行车的锂电池有了强制性国标。在我国城市街头，电动自行车社会保有量超过3.5亿辆，是千家万户的重要出行工具，超过20%的电动自行车配备了锂电池。锂电池在我们的生活中无处不在，带来了前所未有的便利，也隐藏着一些鲜为人知的威胁——那就是锂电池的产气行为。锂离子电池在正常使用过程中，由于电解液的氧化还原反应、正负极材料分解以及SEI膜分解等多种因素，可能会产生一定量的气体。这些气体在电池内部积聚，虽然初期可能不会对电池性能产生显著影响，但随着时间的推移，它们却可能成为潜在的“定时炸弹”。因此，为避免锂电池产气带来的潜在危害，我们需要深入研究产气行为规律，积极探索电池安全技术，并致力于开发更高品质的锂电池产品。（锂电池的产气成分研究）1、电池产气导致电池内部压力升高当压力超过电池外壳的承受极限时，电池可能会发生膨胀、泄漏甚至爆炸。这样的后果不仅可能损坏设备，更可能对用户造成人身伤害。（手机锂电池膨胀形变）2、电池产气影响电池性能和寿命由于产气行为的存在，电池内部有效空间被压缩，导致锂离子传递速度减慢。这不仅会降低电池的放电速率和能量密度，还会增加电池阻抗，电池更容易发热。日积月累，电池性能会加速衰减，寿命大大缩短。3、电池产气对环境造成污染虽然这些气体在正常情况下不会大量释放到环境中，但在电池损坏或回收处理不当的情况下，可能会泄漏到大气或水体中，对生态环境造成不良影响。面对这些潜在威胁，如何减少锂电池产气风险？1、源头上控制气体产生电池制造商通过不断优化生产工艺和材料配方，减少电解液和正负极材料中可能产生气体的杂质和残留物。同时，加强电池外壳的密封性和耐压能力也是必不可少的措施。2、注重电池保养和维护避免过充、过放和高温环境等恶劣条件对电池造成损害。此外，定期检查和更换老化的电池也是保障安全的重要手段。3、加强电池回收和处理建立健全的电池回收体系和处理机制可以最大限度地减少废旧电池对环境的影响和潜在危害。避免危机电池流入市场，引发安全事故。（锂电池热失控）《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》规定了电动自行车用锂离子蓄电池单体的安全要求，从电气安全、机械安全、环境安全、热扩散、互认协同充电、数据采集、标志等7个方面入手，从源头上提升锂离子蓄电池的本质安全水平。强制性新国标出台意味着市场需要更安全的锂电池产品。多个方面入手加强管理和控制减少气体产生的风险保障锂离子电池的安全和可靠性。通过专业测试仪器，了解电池在不同阶段的产气速率与产气总量，获取电池性能、质量和环境影响的重要信息。 （GPT-1000原位产气量测定仪）武汉电弛新能源有限公司推出了GPT-1000原位产气量测定仪，可实时、在线、连续、原位监测电池的产气行为，包括产气量和产气速率等参数，实现化成产气、过充产气、循环产气、存储产气等各阶段产气行为研究。GPT-1000原位产气量测定仪应用广泛，满足软包电池、方形/硬壳电池、圆柱电池、固态电池、钠电池等测试需求。

2024年，被誉为固态电池元年。随着新能源汽车市场的持续扩大，固态电池作为一种具有高能量密度、长寿命、高安全性的新型电池，逐渐成为未来新能源汽车的主流动力电池。然而，在固态电池的研发和产业化过程中，安全性问题始终是关键因素之一。电芯原位产气作为固态电池安全性问题的重要表现，亟待解决。 固态电池安全性问题1、高温性能固态电池在高温环境下容易出现性能衰退，甚至热失控。高温会导致固态电解质和电极材料发生分解、氧化等化学反应，释放出气体，从而产生内部压力。当压力超过电池壳体的承受能力时，电池可能会发生爆炸。（）2、过充与过放过充和过放是固态电池安全性的重要隐患。在过充过程中，电池内部会产生大量的气体，导致电池内部压力升高。而过放会导致电池内部产生锂枝晶，容易引发内部短路，进一步加剧电池的热失控风险。3、内部短路固态电池在制造和使用过程中，可能会出现内部短路现象。内部短路会导致电池局部热量积累，进而引发热失控。此外，内部短路还可能引起电池内部的气体产生和压力升高，增加电池爆炸的风险。 电芯原位产气的原因及解决方法原位产气的原因电芯原位产气是指在电池充放电过程中，由于电极材料、电解质或其它电池组件的化学反应，导致电池内部产生气体的现象。原位产气会降低电池的性能，增加电池内部压力，甚至引发热失控。固态电池中原位产气的主要原因包括：（1）电极材料的热分解：在充放电过程中，电极材料可能会发生分解反应，产生气体。（2）电解质的热分解：固态电解质在高温或高电压环境下，容易发生分解反应，产生气体。（3）电池组件的化学反应：电池内部的其他组件，如隔膜、粘结剂等，也可能会发生化学反应，产生气体。 （锂电池的内部产气原因） 解决方法为了解决电芯原位产气问题，可以从以下几个方面进行优化和改进：（1）优化电极材料：选择稳定性好、耐高温的电极材料，减少电极材料的分解反应。同时，对电极材料进行表面修饰，提高其结构稳定性。（2）改善电解质：选用具有高离子导率、低界面阻抗的固态电解质，提高电池在高温或高电压环境下的稳定性。此外，可以开发新型固态电解质，如聚合物、硫化物等，以提高电解质的化学稳定性。（3）优化电池结构：设计合理的电池结构，如采用柔性电极、三维导电网络等，以降低电池内部的应力集中，减少内部短路的风险。（4）严格制造工艺：在电池制造过程中，严格控制工艺参数，如温度、湿度等，以降低电池内部产生气体的可能性。 2024年是固态电池元年，安全性问题成为关键因素。电芯原位产气作为固态电池安全性问题的重要表现，亟待解决。通过优化电极材料、改善电解质、优化电池结构和严格制造工艺等方法，可以有效降低电芯原位产气的风险。然而，固态电池安全性问题的解决仍需要持续的技术创新和产业化推进。未来，我国应继续加大研发投入，推动固态电池技术走向成熟，为新能源汽车产业的可持续发展提供有力支撑。 电弛GPT-1000S 解决方案 电弛DC GPT-1000S 解决方案，通过特殊设计的GSP采气装置，可从软包电池、方壳电池、圆柱电池直接将电池产气已入到产气体积测量装置。该产气体积测量装置采用超微量气体流量测量技术，可原位、实时、在线、连续地监测电池的产气行为，包括产气量和产气速率等参数。其原理是为由于气体进入特定的介质中，介质分子与气体分子之间的相互作用破坏了介质表面的力平衡，使介质表面张力减少，从而在介质中形成微小气泡。由于该介质具有惰性与电池内产生的气体不发生反应，其形成的气泡可等同于电池产气体积。然后通过光学，超声波，电磁等传感器测量气泡，即可得到产气量。相较于传统的Jeff Dahn法（基于阿基米德浮力原理）、理想气体状态方程计算法等方法，本设备可直接测量微量产气的体积数据（μL），无需数据转换或换算，数据直接、结果精准、重复性高。且测量后的气体尾气可直接进行收集或直接串联GC、GC-MS、DEMS等多种气体成分分析设备，实现产气体积测量和成分分析联动测试，为材料研发和锂电池电芯产气机理的分析研究提供了真实可靠的数据支持。 （计量认证与方法验证） （定制集成化系统多因子耦合测量方案）

锂电池是人类可再生清洁新能源发展的重要一环。我国已把“碳达峰“与”碳中和“纳入了政府重点工作计划。一方面，研究人员不断探索通过新材料、新技术增加锂离子电池的能量密度，构建新的能源存储和输出生态；另一方面，其安全性也需要在严格把控的基础上不断提高。 今年，锂电池爆炸起火的事件屡见不鲜，除了热量、穿刺等外部因素外，锂电池本身的构造也可能造成安全隐患，如负极析锂、隔膜瑕疵、极片变形等。 本文中，我们使用扫描电子显微镜（SEM）分别对电池材料的阴、阳极表面、粘合剂以及隔膜进行了观测。 01正负极 负极析锂也被认为是引发锂离子电池安全性的可能原因。在大倍率充电、低温充电，或者是电池制造中的涂布偏差等均可能导致负极中析出金属锂，由于金属锂反应活性强、容易反应产热，使得电池内化学反应发生的条件阈值降低，即电池安全性降低。 锂电池正、负极表面 02隔膜及粘合剂 隔膜瑕疵是过去被常常忽略的问题。隔膜微孔的均匀性是很难通过产品质量确认的，大部分均通过电池企业的电池成品率来确认。例如：一个微孔被堵是很难被检测出来的，但是局部隔膜孔被“堵”（也可以是局部阻抗增大）可能导致局部锂金属析出，引发安全事故。 锂电池粘合剂及隔膜 目前锂电池技术尚有不足之处，相信希望随着科学和技术的进步，未来的生活中一定会更加和谐、幸福与安宁。

2017年8月28日-30日，由中国机械工业联合会、全国氢能标准化技术委员会、全国燃料电池与液流电池标准化技术委员会共同主办的“2017年中国国际氢能与燃料电池技术应用展览暨产业发展大会”，在北京国家会议中心隆重召开。 本次展会吸引了来自全球十几个国家共六十多家参展商，涵盖了制氢、储运氢相关基础设施企业、燃料电池系统及关键部件、材料、测试装置等领域，是氢能与燃料电池全行业的第一次集中展示。 美国Gamry电化学是世界电化学工作站的领先制造者，有着30年历史。从单通道到多通道电化学工作站，在全球都已得到广泛应用。从线路板的设计，元器件的选择，信号的处理，甚至到智能导线，Gamry一致都追求电化学仪器的最佳性能。 本次展览会上，Gamry展出了Reference3000、Interface5000等一系列电化学工作站。 Reference3000电化学工作站：Gamry Reference 3000 电化学工作站结合Booster电流放大器，将仪器最大电流扩展至30A，结合多台Booster，还可以扩展至60、90、120或180A。该系统擅长快速大电流脉冲，以及超低阻抗的准确测量。用户可以方便地进行电池动态应力测试、放电过程中的交流阻抗测试等实验，广泛应用于各种电池、燃料电池、超级电容器、电池组等领域的测试和研究。交流阻抗谱应用于越来越多的电化学研究领域，该仪器具有优越超前的准确性、精度及速度，极低的噪声和干扰，可准确测量1μ?以下的超低阻抗样品。 Interface5000电化学工作站：l 专为电池研究打造l 高达5A的大电流设计l 超低阻抗测量，低至微欧l 同步跟踪阴阳极电压及阻抗 Interface 5000系列电化学工作站具有测试电流大，抗噪声性能好等特点，最大电流达到5A，适合功率略大的能量转换体系测试使用。

新闻摘要： 全新的流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件可帮助电池研究人员在实际和工艺相关条件下更好地评估电极浆料成分的质量。 这款适用于TA仪器的Discovery&trade 混合型流变仪的Rheo-IS附件采用无摩擦式专有设计（专利申请中），可完成全范围的流变学和电学测量。 它将测量控件与数据分析功能完全集成到一个软件平台中，操作简单，使用方便。 佛罗里达州奥兰多 –国际电池研讨会 – 2024年3月13日 – 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）宣布推出一款适用于TA仪器公司Discovery HR系列混合型流变仪的全新附件，旨在实现电阻抗和流变学的同时测量。这项功能对于研究新型电池配方的科学家而言具有重大意义。 适用于TA仪器Discovery混合型流变仪的全新流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件沃特世公司TA仪器事业部高级副总裁Jianqing Bennett表示：“专注于性能优化和大规模生产的电池创新人员需要采用灵敏的工具来表征电极浆料的成分并确保质量。有了Rheo-IS附件，我们就可以利用这款功能多样且简便易用的Discovery HR混合型流变平台进行浆料配方分析，实现全范围的电阻抗测量并获得出色的流变灵敏度。”将Rheo-IS附件与Discovery HR搭配使用时，电池研究人员可以在真实的工艺相关条件下，通过阻抗谱测量来评估电极浆料中的导电结构，包括模拟混合、储存和涂层过程中颗粒分布变化的表征，从而促进电极材料开发，提高电池生产效率。 美国西北大学化学与生物工程助理教授Jeff Richards表示：“TA仪器的Rheo-IS附件为我们的研究项目带来了全新的科学视角，让我们能够深入研究导电和离子导电柔性材料。这套一体化工作流程可自动执行复杂的流变学和电学方案，辅以硬件和软件的紧密集成，使测量成为常规性工作，在提高通量的同时还能够改善数据质量。”目前的流变学解决方案依赖于性能受限的机械接触来进行电阻抗测量，这不仅会影响灵敏度，还会限制数据的获取和深入分析。Rheo-IS附件采用的专有技术（专利申请中）突破了这些限制 ——这种设计利用Discovery HR混合型流变仪在全范围内的扭矩灵敏度进行精密流变学测量，并能在频率高达8 MHz的条件下进行电阻抗测量。 Rheo-IS附件简单易用，5分钟内即可完成安装，同时可将测量控件和数据分析功能完全集成到TA仪器的TRIOS&trade 软件中。新附件的加持扩展了Discovery HR在电池材料领域的应用性，使其不仅可以进行浆料流动特性的流变学测量和干电极涂层的粉体流变学测量，现在还支持同时进行浆料的电阻抗测量，所有这些工作都可以在同一个平台上轻松完成。沃特世-TA仪器现已面向全球发售Rheo-IS附件。 其他参考资料： 详细了解适用于TA仪器Discovery混合型流变仪的流变-阻抗谱（Rheo-IS）附件。 同时也欢迎参加3月15日上午8:30（美国东部时间）举行的研讨会：“通过流变学测量优化电极制造”，届时沃特世应用科学家Kimberly Dennis博士将向您介绍Rheo-IS附件的新近测试数据。 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）是居于全球前列的分析仪器和软件供应商，作为色谱、质谱和热分析创新技术先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。沃特世公司在35个国家和地区直接运营，下设14个生产基地，拥有8,000多名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于TA仪器（www.tainstruments.com.cn）TA仪器创立于1963年，现隶属于沃特世公司旗下，是材料表征领域的行业领跑者，拥有热分析、流变、热物性、微量热及机械分析等仪器产品。TA仪器致力于服务材料科学、医学、电子和其他科学领域的领先发现，提供创新和可靠的仪器产品，以满足科学家在物理性能评估方面的需求，改善人类健康和福祉。 Waters、Discovery和TRIOS是沃特世公司的商标。# # # 媒体联系方式沃特世公司钱洁+ 86 21 6156 2644Jackie_qian@waters.com

p 　　 strong 1 稳态测量 /strong /p p 　　1.1 稳态过程与稳态系统的特征 /p p 　　一个电化学系统，如果在某一时间段内，描述电化学系统的参量，如电极电势、电流密度、界面层中的粒子浓度及界面状态等不发生变化或者变化非常微小，则称这种状态为电化学稳态。 /p p 　　稳态不等同于平衡态，平衡态是稳态的一个特例。同时，绝对的稳态是不存在的，稳态和暂态也是相对的。稳态和暂态的分界线在于某一时间段内电化学系统中各参量的变化是否显著。 /p p 　　1.2 稳态极化曲线的测量方法 /p p 　　稳态极化曲线的测量按照控制的自变量可分为控制电流法和控制电势法。 /p p 　　控制电流法亦称之为恒电流法，恒定施加电流测量相应电势。控制电势法亦称之为恒电位法，控制研究电极的电势测量响应电流。 /p p 　　本质上恒电流法和恒电势法在极化曲线的测量方面具有相同的功能，如果电化学体系中存在电流极大值时选择恒电势法，存在电势极大值时选择恒电流法。 /p p 　　1.3 稳态测量方法的应用 /p p 　　稳态极化曲线是研究电极过程动力学最基本的方法，在电化学基础研究方面有着广泛的应用。可根据极化曲线判断反应的机理和控制步骤 可以测量体系可能发生的电极反应的最大反应速率 可以测量电化学过程中的动力学参数，如交换电流密度、传递系数、标准速率常数和扩散系数等 可以测定Tafel 斜率，推算反应级数，进而获取反应进程信息 此外，还可以利用极化曲线研究多步骤的复杂反应，研究吸附和表面覆盖等过程。 /p p 　　 strong 2 暂态测量 /strong /p p 　　2.1 暂态过程与暂态系统的特征 /p p 　　暂态是相对稳态而言的，随着电极极化条件的改变，电极会从一个稳态向另一个稳态转变，在此期间所经历的不稳定的、电化学参量显著变化的过程称之为暂态过程。 /p p 　　暂态过程具有如下基本特征：①存在暂态电流——该电流由双电层充电电流和电化学反应电流组成，前者又称之为非法拉第电流或电容电流，后者常常称之为法拉第电流 ②界面处存在反应物与产物粒子的浓度梯度——即电极/溶液界面处反应物与产物的粒子浓度，如前所述，不仅是空间位置的函数，同时也是时间的函数。 /p p 　　2.2 暂态过程中的等效电路分析及其简化 /p p 　　由于暂态过程中的各参量是随时间变化的，与稳态过程比较，更为复杂。为便于分析和讨论，将各电极过程以电路元件组成的等效电路的形式来描述电极过程，等效电路施加电流后的电压响应，应与电极过程的电流电压响应一致。典型的两电极测量体系等效电路如图 5 所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a705964b-ec79-49be-86a2-0967442f14c9.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 5 两电极体系电解池的等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.5 Equivalent circuit of two electrode system /span /p p 　　图 5 中，A 和 B 分别代表研究电极和辅助电极(两电极体系)，R A 和 R B 分别表示研究电极和辅助电极的欧姆电阻，C AB 表示两电极之间的电容，R u表示两电极之间的溶液电阻，C d 和 C d & #39 分别表示研究电极和辅助电极的界面双电层电容，Z r 和 Z r & #39 分别表示研究电极和辅助电极的法拉第阻抗。 /p p 　　若 A、B 均为金属电极，则 R A 和 R B 很小，可忽略 由于两电极之间的距离远大于界面双电层的厚度，故 C AB 比双电层电容 C d 和 C d & #39 小得多，当溶液电阻 R u 不是很大时，由 C AB 带来的容抗远大于 R u ，故C AB 支路相当于断路，可忽略 此外，若辅助电极面积远大于研究电极面积，则 C d & #39 远大于 C d ，此时，C d & #39 容抗很小，相当于短路，故等效电路(图 5)最终可简化为如图 6 所示。这相当于在电池中一个电极的电阻很小时的情况，如采用金属锂负极的两电极电池。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/29358b29-15c6-41d9-a13a-a6df8af6f153.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 6 两电极体系电解池的简化电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.6 Simplified circuit of two electrode system /span /p p 　　由于电极过程的多步骤和复杂性，不同速率控制步骤下，电极体系的等效电路不尽相同，有时可以进一步简化，常见的有如下三种情形。 /p p 　　(1)传荷过程控制下的等效电路 /p p 　　暂态过程中由于暂态电流的作用使得电极溶液界面处存在双电层充电电流，该双电层类似于平行板电容器，可用 C d 表示，相应的充电电流的大小用i c 来表示。此外，界面处还存在着电荷的传递过程，电荷的传递过程可用法拉第电流来描述，由于电荷传递过程的迟缓性，导致法拉第电流引起了电化学极化过电势，该电流-电势的关系类似于纯电阻上的电流-电势关系，因而电荷传递过程可以等效为一个纯电阻响应，用 R ct 表示。由于传荷电阻两端的电压是通过双电层荷电状态的改变而建立起来的，因而，一般认为 R ct 与 C d 在电路中应属于并联关系，传荷过程控制下的简化等效电路如图 7 所示。需要指出的是，这一简化模型基于传统电化学体系，锂离子电池中，电极在多数状态下。大量电荷存储在电极内，造成电容效应，可以称之为化学电容 C chem ，与C dl 应该是串联关系。在实验上与 R ct 并联显示在阻抗谱半圆上的到底应该是电双层电容还是化学电容还是两种电容之和取决于哪一个电容值更低。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4da71da6-e74d-48c7-baa1-c8b81d1d0072.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 7 传荷过程控制下的界面等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.7 Equivalent circuit of interface under the conditionof charge transfer /span /p p 　　(2)浓差极化不可忽略时的等效电路 /p p 　　暂态过程中，对于惰性电极，由于电极/溶液界面处存在暂态电流，因此开始有电化学反应的发生，界面处不断发生反应物消耗和产物积累，开始出现反应物产物浓度差。随着反应的进行，浓度差不断增大，扩散传质过程进入对流区，电极进入稳态扩散过程，建立起稳定的浓差极化过电势，由于浓差极化过电势滞后于电流，因此电流-电势之间的关系类似于一个电容响应。可以用一个纯电阻 R w 串联电容 C w 表示。该串联电路可用半无限扩散模型来模拟，如图 8 所示。这种情况在电池中也会经常出现。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/963f9efd-7c04-4fb1-853d-a76ccf60a7c3.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 8 半无限扩散阻抗等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.8 Impedance equivalent circuit of semi-infinitidiffusion /span /p p 　　上述 R w 和 C w 的串联结构可用一个复数阻抗 Z w来表示，Z w 可理解为半无限扩散阻抗。由于扩散传质过程和电荷传递过程同时进行，因而两者具有相同的电化学速率，在电路中应属于串联关系。一般在阻抗谱上表现为 45 o 的斜线。在锂离子电池中，取决于电极材料颗粒尺寸的大小和孔隙率的大小，锂离子在电极材料内部的扩散或者在电极层颗粒之间的孔隙或者含孔颗粒内电解质相的扩散成为控制步骤。由于存在边界条件约束，往往显示出有限边界条件下的扩散。在浓差极化不可忽略的情形下，可以如图 9 所示。有限边界条件下扩散的等效电路元件只是将 Z w 换为相应的等效电路扩散元件。 /p p 　　(3)溶液电阻不可忽略时的界面等效电路 /p p 　　当溶液电阻不可忽略时，由于极化电流同时流经界面和溶液，因而溶液电阻与界面电阻应属于串联关系，典型的浓差极化不可忽略、溶液电阻不可忽略时的等效电路如图 10 所示。在锂离子电池中，由于是多孔粉末电极，有时电极的欧姆电阻也不可忽略，与电解质电阻是串联关系，一般合并在一项中。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/0ae51846-5fa6-44f0-a26d-d5dd6b3603ba.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 9 浓差极化不可忽略时的界面等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.9 Equivalent circuit of interface under the conditionof concentration polarization /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ac8e06da-7dd5-42e8-a1de-5cbca2510e05.jpg" title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span br/ /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 10 包含 4 个电极基本过程的等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.10 Equivalent circuit including four basic electrodeprocess /span /p p 　　2.3 暂态测量方法的分类及其特点 /p p 　　暂态过程测量方法按照自变量的控制方式可分为控制电流法和控制电势法 按照自变量的给定方式可分为阶跃法、方波法、线性扫描法和交流阻抗法。用暂态测量能比稳态测量给出更多的电化学参量信息。一般来说，暂态测量法具有如下特点：①暂态法可以同时测量双电层电容 C d 和溶液电阻 R u ②暂态法能够测量电荷传递电阻 R ct 。因此，能够间接测量电化学过程中标准速率常数和交换电流的大小 ③暂态法可研究快速电化学反应，通过缩短极化时间，如以旋转圆盘电极代替普通电极，并加快旋转速度，可以降低浓差极化的影响，当测量时间小于 10 ?5 s 时，暂态电流密度可高达 10 A/cm 2 ④暂态法可用于研究表面快速变化的体系，而在稳态过程中，由于反应产物会不断积累，电极表面在反应时不断受到破坏，因而类似于电沉积和阳极溶解过程，很难用稳态法进行测量 ⑤暂态法有利于研究电极表面的吸脱附结构和电极的界面结构，由于暂态测量的时间非常短，液相中的杂质粒子来不及扩散到电极表面，因而暂态法可用于研究电极反应的中间产物和复杂的电极过程。 /p p 　　以上两小节介绍的内容主要适用于传统的电化学体系，氧化还原反应发生在电极表面，电极为惰性电极，电解质为稀浓度电解质，更详细准确的描述参见电化学的教科书。锂电池与传统电化学测量体系显著不同之处是氧化还原反应发生在电极内部而非电极表面，离子的扩散、电荷转移，相变可以发生在电极内部。锂电池的电极一般是非均相多孔粉末电极，孔隙之中存在着电解液，电解液中离子的浓度达到 1 mol/L 甚至更高， 这些不同导致获得可靠的锂离子电池电极过程动力学参数非常困难。而锂空气电池的研究涉及到多种中间产物的分析，圆盘电极和环盘电极等暂态测量被广泛应用。 /p p span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 　　文章摘自Energy Storage Science and Technology（储能科学与技术），2015,4（1），（凌仕刚，吴娇杨，张舒，高健，王少飞，李泓，中国科学院物理研究所） /i /span /p

尊敬的 女士/先生： 您好！ 感谢您一直以来对瑞士万通集团旗下Autolab电化学工作站的肯定和支持，为了满足广大新老客户的要求，同时让瑞士万通的优秀产品及先进技术更好地为您的科研工作服务，按照瑞士万通中国有限公司上海办的统一安排，将举办Autolab电化学工作站的EIS交流阻抗技术应用以及数据解析的专项高级培训班，该培训班将于 2012年10月16日在上海办培训中心进行，欢迎新老客户前来参加。培训费用为免费，差旅费自理。 注意事项： （1）此次培训仅为EIS交流阻抗技术高级专项培训，为了达到最佳培训效果，参加者需要具备较强的电化学基础知识背景，且具有阻抗技术使用和解析的经验。其他方面的培训，敬请关注后续的官网培训。 （2）如果在使用中有任何问题，请事先准备整理一下，我们将统一安排详细解答； （3）每位参加培训的客户请务必自备笔记本一台，以便同步演练。 ( 4 ) 培训语言为英文。  时间： 2012年10月16日（周二）  地点： 上海市长宁区金钟路658号东华大学国家大学科技园四号楼四层 （路线：地铁二号线淞虹路站5号出口右转直行200米至东华大学科技园四号楼四层，打车：金钟路福泉路交叉口） 瑞士万通中国有限公司上海技术支持中心 2012年9月27日 如果您有意参加，请将贵单位和参加者姓名Email至：sh.yanghh@metrohm.com.cn 或 sh.wangzj@metrohm.com.cn，如有任何疑问，请您致电021-62381166，18939797017（杨），15821118644（王），欢迎垂询。 附录：日程安排 2012年10月16日（周二） 9：00 签到，培训室安装操作软件 9：40&mdash 10：30 培训会正式开始，EIS基础知识和常规性操作介绍 10：30&mdash 10：40 茶点 10：40&mdash 12：00 典型数据模型建立与解析 12：00 公司安排统一用餐 13：30&mdash 14：30 典型数据模型建立与解析 14：50&mdash 16：50 典型数据模型建立与解析 16：50 讨论

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)凭借高效、低排放的优点被普遍认为是一种最有前途的能源设备和电力运输系统。解决掉PEMFC的高成本以及耐用性有限、稳定性差的问题，就成为了实现商业化应用的关键。研究发现，PEMFC的性能与相对湿度、背压、氢气和气体化学计量比、电池温度等各种操作参数密切相关。1、背压对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图1 不同背压下PEMFC的极化和功率密度曲线(0、0.3和0.6 bar)图1中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，商业Pt/C（Johns Manville Corporation GM Pt/C）在25cm² 的PEMFC中极化和功率密度曲线。随着背压从0到0.6 bar变化，PEMFC在0.4V电压下电流密度从1370 mA/cm² 分别增加到1400 mA/cm² 和1450 mA/cm² , 而0.7V电压下电流密度从476 mA/cm² 增加到588 mA/cm² 和708 mA/cm² 。可以发现，PEMFC的电流密度随着背压增大而明显增大。图2 不同背压下PEMFC的电化学阻抗 (0、0.3和0.6 bar)图2中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，该PEMFC在0.8 V下频率范围为0.1Hz至10kHz的阻抗图谱。经过Zahner和Zview软件解析发现不同背压下，R1（欧姆电阻）从1.54 mΩ略微下降到1.52 mΩ，而R2（阴极电荷传递阻抗）从7.48 mΩ显著下降到5.29 mΩ，最后降低至3.48mΩ。相反的是，R3（阳极电荷传递阻抗）从0.76 mΩ增加到1.29 mΩ。在不加背压时，极化曲线显示了一个明显的欧姆极化电压降，这与阻抗图谱中显示的变化一致。在较高的背压下，使气流饱和所需的水，比低背压下所需的水少。证实了较高的背压下，质子膜的加湿性和导电性得到改善，从而降低了欧姆电阻和阴极电荷转移电阻。2、相对湿度对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图3 不同相对湿度下PEMFC的极化和功率密度曲线 (64、70、80和100%)图3显示了0.3bar背压下，PEMFC的极化曲线和能量密度在不同相对湿度下的变化。当相对湿度从64%增加到70%时，0.4 V电压下的电流密度从764 mA/cm² 增加到790 mA/cm² ，在0.7 V电压下，从405 mA/cm² 到453 mA/cm² 。然而，在相对湿度从70%到80%再到100%的情况下，0.4 V电压下电流密度分别降至744和588 mA/cm² , 0.7 V电压下电流密度分别降至424和364 mA/cm² 。可以发现，在同一背压下，PEMFC的电流密度随着相对湿度升高呈现出先增大后减小的趋势。图4 不同相对湿度下PEMFC的电化学阻抗 (64、70、80和100%)通过拟合解析可知，在不同的相对湿度下，PEMFC的欧姆阻抗（R1）都在1.92 mΩ间波动。当相对湿度提高到70%时，阴极转移电阻(R2)首先从8.34 mΩ下降到8.23 mΩ。相对湿度为80%和100%时，阴极转移电阻继续增大，分别达到9.32 mΩ和9.49 mΩ。阳极电荷转移电阻(R3)也有类似的变化趋势，相对湿度在64%时为1.19 mΩ，为70%时达到最低值0.54 mΩ，在80%时为2.48 mΩ，在100%时为3.24 mΩ。在相对湿度为64%时，Nafion型膜无法吸收足够的水分以获得适配的水合作用，从而影响离子电导率，从而产生更高的电池电阻。当相对湿度从70%增加到100%时，阴极和阳极电荷转移电阻急剧增加，造成PEMFC性能急剧下降。3、空气化学计量比对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图5 不同空气化学计量比下PEMFC的极化和功率密度曲线 (2.5、3、3.5)当空气化学计量从2.5变为3和3.5时，0.7V电压下的电流密度从621 mA/cm² 变化到584 mA/cm² 和598 mA/cm² ，0.4V电压下的电流密度从1417 mA/cm² 增加到1564 mA/cm² 和1686 mA/cm² 。由此可见，不同空气化学计量比下，PEMFC在低电流密度区域和高电流密度区域性能呈现出差异性变化。当进入流道的空气流速增大时，电化学反应更平稳，整体性能更好。然而，在低电流密度范围内，空气化学计量比为2.5时表现出较好的性能。这可能是由于流速较慢，水合条件较好，对空气量的需求较低。图6 不同空气化学计量比下的PEMFC的电化学阻抗（2.5、3、3.5）不同空气化学计量比下，欧姆电阻（R1）和阳极电荷转移电阻（R3）基本保持稳定，分别为1.59 mΩ和2.38 mΩ左右。空气化学计量量为2.5时阴极电荷转移电阻最高，随着空气化学计量量从3提高到3.5，阴极电荷转移电阻从5.36 mΩ仅变化到5.5 mΩ，几乎无变化。当空气化学计量比由2.5变化至3.5时，PEMFC在高电流密度范围内的性能得到明显改善，而在低电流密度范围内的效果不太明显。阴极电荷转移电阻随着空气化学计量比的增大而减小（图6）。可以推断，在空气化学计量比为2.5，空气含量相对不足，大多数电流密度范围内，自产水较少和膜的含水量较低，使得膜的离子电导率相对较低。当空气化学计量量为3和3.5时，空气供应充足，水管理得到改善，PEMFC的阴极转移电阻也就几乎保持恒定。4、结论燃料电池的背压对其性能有着重要影响。背压较高时，可以提高湿化率、降低阻力损失、加快反应速度，从而改善整体性能。研究还发现，相对湿度转折点设置在70%时，可以平衡膜的干燥和水合作用，保持适当的电池含水量，避免局部水淹。同时，适度提高空气化学计量比可以改善燃料电池的整体性能和低电压空间电流。燃料电池测试系统980pro最后，研究中对背压、相对湿度和空气化学计量比与PEMFC极化曲线和阻抗的变化规律进行了探究，为相关研究提供了参考和依据。但不同MEA实际的变化趋势和测试需求可能不同，因此未来还需更多样本的多样化研究。参考文献[1] Zhang,Q,Lin,et al.Experimental study of variable operating parameters effects on overall PEMFC performance and spatial performance distribution[J].ENERGY -OXFORD-, 2016.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。