摘 要

随着电动汽车、储能系统和高端消费电子产品的发展，电池的性能评估要求越来越高。高精度的充放电测试系统，已经成为电池研发、质量验证和状态评估的“必备工具”。今天，我们就聊聊这些系统的精度和稳定性是怎么被验证的，它背后的核心技术是什么，以及它在提升电池质量、加快研发进程和保障安全方面的价值。

一、为什么电池表征离不开高精度和高稳定性？

传统的充放电设备，可能只是满足基础容量分选就够了。但现在，微小的电流、电压测量偏差或者瞬间控制失稳，都可能让评估结果“跑偏”。

• 研发角度：哪怕是细微的充放电曲线差异，也可能对应着不同的电极材料、电解液配方或SEI膜特性。高精度数据是探索电池内部机理的基础。

• 品质角度：容量、内阻、库仑效率这些关键指标的精确测量，直接影响电池分级、定价甚至市场竞争力。

• 安全与寿命角度：如果系统不稳定，可能出现过充、过放，甚至热失控。循环寿命测试中，微小的能量累积误差，会随着循环次数被放大，导致寿命预测严重失准。

  
  

元能高精度充放电设备ECT6008（0.01% F.S.）

二、精度是什么？怎么验证？

精度 就是设备测量值和“真实值”的接近程度。对于充放电设备来说，精度分为控制精度和测量精度两种，控制精度表征的是设备实际输出的参数与设定值之间的接近程度；测量精度则表征的是设备测量的实际值与设备实际输出的值之间的接近程度。

元能设备关键参数：

电流精度： ±0.01% F.S.

电压精度： ±0.01% F.S.

在实际应用中，充放电设备往往需要划分多个电流量程，以适配不同的测试需求。比如元能的 ECT6008-5V100mA 系列，就提供了四个电流量程：100mA、10mA、1mA 和 0.1mA。不同量程适合不同场景：

• 100mA、10mA：适合扣式电池、叠片电池等常规测试；

• 1mA、0.1mA：更适合材料级研究或电催化等精细实验。

所谓电流精度，指的是在各自量程下的相对精度。举个例子，在最小量程 0.1mA 时，如果精度是万分之一，那对应的分辨能力就是 10nA。也就是说，设备在该量程下，能捕捉到 10nA 级别的电流变化。

元能高精度充放电设备-低至10nA级别的电流测量

相比之下，电压通常只设置一个量程。这是由电池特性决定的：单体电芯的电压基本不会低于 1.5V，也很少超过 5V，一个量程就能覆盖常见应用需求。而且从硬件原理来看，电压的精度一般要优于电流精度。这是因为电流测量需要通过电压采样电阻间接获得，信号链更复杂，也就更容易带来精度损耗。

ECT&ERT6008设备CNAS认证

如何验证充放电设备的精度？

• 使用比设备精度高一个量级的测量仪器（比如 6½ 位数字万用表）。

• 电压验证：输入设备量程内的参考电压，通常是±20%和±80%四个参考点，记录万用表对应的电压值，计算误差。控制精度=（万用表测量值-设定值）/量程范围；测量精度=（上位机读取值-万用表测量值）/量程范围。

• 电流验证：输出设备量程内的参考电流，通常是±20%和±80%四个参考点，对于10A以内的电流可直接用万用表测量电流值。如果参考电流大于10A，需要让电流流过高精度采样电阻，用万用表的电压模式测量两端电压，再算出电流值，用电压验证同样的计算逻辑计算误差即可。

• 数据呈现：生成校准报告，包含每个测量点、标准值、设备读数和误差。

元能自动校准工装-大规模通道校准

元能专业的通道校准报告

三、稳定性又是什么？

对于电芯的研发、品质鉴定和寿命测试而言，充放电设备的稳定性与精度同等重要，甚至更为关键。稳定性直接决定了测试结果的可重复性、一致性和可靠性，特别是在长期循环和微小信号测量中。其中，电流稳定性和电压稳定性是评估设备性能的两个最核心的维度。

电流稳定性决定容量测量的可信度：

容量的计算是电流对时间的积分（Ah = I * t）。任何微小的电流漂移或波动都会在长时间的充放电过程中被积分放大，导致容量计算出现显著误差。这对于库仑效率（CE）的精确计算（往往要求达到99.99%以上）是致命的。

电压稳定性决定关键特征点的准确性：

电芯的充放电曲线上的平台、拐点（例如，dV/dQ曲线）对应着重要的电化学相变反应。电压测量上的噪声或漂移会掩盖这些细微特征，使研究人员无法精准识别反应机理。

循环寿命测试的终止条件由电压阈值（如充至4.2V，放至3.0V）决定。电压控制的不稳定会导致每次循环的充放电深度（DOD）不一致，引入额外的容量衰减变量，使寿命数据失真。

稳定性是安全测试的基石：

在测试极限工况（如快充、过充测试）时，电流或电压的失控（如电流超调、电压过冲）可能直接引发电芯热失控，造成安全事故。

如何验证充放电设备的稳定性？

充放电通道的稳定性可通过长期循环来实现：重复充放电循环时曲线与关键参数的一致性。元能充放电设备采用恒流恒压的充电方式进行长期循环测试，安全运行250天循环，经过验证设备电流电压精度在万一精度内。

元能长循环稳定性测试数据（约250天）

总 结

高精度充放电系统的精度和稳定性，不是“营销口号”，而是可以被证明的硬指标。它连接了电池的物理特性和数字化测试数据，其可靠性决定了研发结论、产品质量和寿命预测的准确性。对于任何追求电池技术前沿和高质量制造的企业来说，投资一套有完整精度与稳定性验证的测试设备，绝对是战略必备。随着电池技术向更高能量密度、更快充电发展，对测试设备的要求也会越来越高。