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多通道电化学工作站

  • 型   号:PMC
  • 更新时间:2017-05-16
  • 访问次数:7019
  • 价   格:

多通道电化学工作站PMC 多通道电化学综合测试系统新Modulab XM 电化学综合测试系统新1470E 多通道电化学综合测试系统

多通道电化学工作站的产品简介

ParSTAT MC是一款由普林斯顿应用研究集50多年经验2013年6月推出的,全新研发的多通道恒电位/恒电流仪/阻抗分析仪。设计上避免您的实验发生意外,,PMC是一款在现今市场上模块化的性能可靠的多通道电化学工作站

普林斯顿应用研究认为传统的单通道系统研究无法满足经济而高效的需求,而且很多市场上的多通道系统设计仅仅满足于特定的市场和应用需求。 PMC电化学工作站不仅具有研究级单通道电化学系统的宽泛功能,而且是具有高性价比的、高效的

每一个PMC电化学工作站能够配置多达八个多通道,每个通道都标准配置强大及广泛的功能。各个通道可以进行同步并行的高效能的日常测试,也可以分别测试不同实验条件下的不同的电化学体系,或者测试单一条件下的复杂体系的多个电极的实验数据。用户可以现场增加额外的某一通道,而不影响正在工作的其他通道。主机内的每一个组件都是用户可以自行更换的,从而减小了实验中任何中断带来的不良影响。

这种主机上预留多个通道位置,在使用过程中根据需要增加通道的设计,大大提高了仪器的使用价值。客户可根据资金预算情况,初次仅购买单通道、双通道、或几个通道,在资金预算许可时再升级增加更多的通道或需要的选项。每个通道的增加仅需要很有限的资金,却达到多增加工作站的效果。如果需要多于八个通道,也可由同一计算机经VersaStudio软件控制多台ParSTAT MC来完成。

的产品性能:

  • 强大模块设计
  • 标准配置电流范围 2 A ~ 4 nA (120 fA 分辨率) ,无需再选配其他选件
  • 任何一个通道的安装和拆卸可以“热插拔”,完全无需打断其他通道的实验
  • 快速数据采集速度达 500 kS/sec,适用于快速实验
  • 采用功能强大的电化学数据采集和分析软件VersaStudio
  • 标准浮地功能,使同一化学池中多个样品的测试成为可能。

 

PARSTAT MC 家族:

PARSTAT MC 2000

  • PMC上zui高性能的通道选择
  • 30 V极化电压,用于储能电池组,阳极氧化,电沉积应用领域

  • 7 MHz 电化学阻抗,用于动力学及机理研究,固态能源材料的测试

  • “6-wire” 6线辅助分压测试功能,可以实现两个独立位置的同时同步AC电化学阻抗测试,如电池中阴/阳极,隔离材料,电池组中的不同单体电池,以及单个单体电池与整个电池组;不仅用于能源样品的测试,在物理电化学应用中,也可将它配合外接的探针用于测量PH,温度以及压力,等等。

  • 包含PMC家族的所有优点

PARSTAT MC 1000

  • 高性能通道

  • 标配宽泛的电流范围-2A~4nA(120fA分辨率)

  • 包含PMC500通道的所有优点

PARSTAT MC 500

  • 采用VersaStudio电化学数据采集和分析软件
  • 标配浮地功能,可以满足同一个电化学池多个样品的测试

  • 每个通道标配4M数据缓存,保护您的实验不受通讯中断的干扰

  • 任何一个通道的安装和拆卸可以“热插拔”,完全无需打断其他通道的实验

PARSTAT MC 电流放大器

  • 5 A 及 10 A 电流放大器选项
  • 用于测试高功率低电阻电池
  • 用于大面积的大工作电极,增强动力学
数据采集 PMC1000 & PMC1000DC
数据采集 3 x 16 bit 500k 样品/秒 数模转换 同步电位/电流/辅助
时间分辨率 2µs (500k 样品/秒)
自动噪音滤波 可用
功率放大器
输出电压 ±12V
输出电流 ±2A (标配)
恒电位带宽 1 MHz
稳定性设定 高速/高稳定性 (可根据具体试验设置)
切换速度 >8V/µs
上升时间 (-1.0V to +1.0V) <500 ns (100欧负载)
电位控制 (恒电位模式)
施加电位范围 ±10V
施加电位分辨率 for ±10mV signal = 300nV

 

 

 

 

 

 

for ±100mV signal = 3µV

for ±1V signal = 30µV

for ±10V signal = 300µV

施加电位精度 ±0.2% of value ±2mV
zui大扫速 25000 Vs-1
zui大扫速范围及精度 ±10V / 300µV
电流控制 (恒电流模式)
施加电流范围 ±2A (标配)
施加电流分辨率 ±1/32,000 x 全量程
施加电流精度 ±0.2% of reading, ±0.2% of range±200pA
zui大电流量程/分辨率 ±2A / 61µA
zui小电流量程/分辨率 ±4nA / 120fA
差分静电计
zui大输入范围 ±10V
带宽 ≥10MHz (3dB)
输入阻抗 ≥1012 Ω in parallel with ≤5pF (typical)
漏电流 ≤5pA at less than 25°C
CMRR 60 dB at 100kHz (typical)
电位测量
电位测量范围 ±10V
zui小电位分辨率 6µV
电位精度 ±0.2% of reading±2mV
电流测量
电流测量范围 自动量程 (10 量程)
2A to 4 nA (10 量程)
电流分辨率 120fA (4nA 量程)
电流精度 (DC)

20nA ~2A: ±0.2% or reading, ±0.2% or range

4nA: <0.5%±20pA

带宽 1MHz (signal ≥2mA range typical)
带宽噪声滤波功能
带阻抗EIS功能模块 – PMC-1000
模式 电位控制/电流控制
频率范围 10µHz to 1MHz
zui小交流电压幅值 0.1mV RMS
扫描方式 线性 or 对数
iR 补偿
正反馈
动态 iR 补偿
接口 (标配)
数字输入/数字输出 5 TTL logic 输出, 2 TTL logic 输入
辅助电压输入 同步测量电压及电流; ±10V 范围, 输入阻抗10kΩ;

 

 

 

 

 

 

Filter: off, 1kHz, 200kHz; 9针标准接口/BNC 接头电缆选配

数模转换DAC 电压输出 (标配) ±10V 范围, 输出阻抗1kΩ;

 

 

 

 

 

 

9针标准接口/BNC接头电缆选配(用于搅拌器,旋转盘电极等)

计算机 / 软件
通讯接口 USB模式
操作系统

Windows 8 (64位或32位)

Windows 7 (64位或32位)

Windows XP

PC 配置 (至少需求) Pentium 4 (1GHz) / 1GB memory 高数据采集需要大内存
软件 VersaStudio
常规
通道数

一个机箱可配置8个通道,

一台电脑可控制4台仪器,多至32个通道

所有通道模块可以用户自行更换,“热插拔”

浮地功能 隔离(浮地)/接地,可根据需要在软件中选择使用
电压 250VA Max. Voltage range 90Vac to 250Vac, 50-60Hz
尺寸(宽X深X高) 45cm x 46cm x 34cm (17.5” x 17.9” x 13.2”)
重量 67lbs, 30.3Kg, 仅仪器
使用环境温度 10°C to 50°C
湿度 Maximum 80% non-condensing
理想温度 25°C
Dummy Cell 模拟电解池 内置 (DC only)
CE 认证 通过

 

电化学池选件
Corrosion Cell Kit 腐蚀电解池 K0047
Corrosion Flat Cell 平板电解池 K0235
Micro-Cell Kit 微电解池 K0264
Analytical Cell Kit 分析电解池 RDE0018
Tait Cell 涂层评价池 K0307
辅助附件
石英晶体微天平 QCM922
旋转盘电极 616
旋转环盘电极 636

 

PMC 操作软件 – VersaStudio 软件

VersaStudio软件支持全套的电化学测试,这一系列的电化学测试实验是专门辅助如下领域的研究人员而设计,包括储能,腐蚀,物理电化学研究包括伏安法和脉冲应用。

PMC-1000/DC可以运行直流测试的任何实验。 PMC-1000是在直流基本测试功能的基础上,通过交流实验实现电化学阻抗谱(EIS)测试。

VersaStudio软件支持全套的电化学测试,这一系列的电化学测试实验是专门辅助如下领域的研究人员而设计,包括储能,腐蚀,物理电化学研究包括伏安法和脉冲应用。

开路电位 方波伏安 控制电位阻抗
线性扫描 差分脉冲伏安 控制电流阻抗
循环伏安 (单次) 常规脉冲伏安 Loop循环实验
循环伏安 (多次循环) 反相常规脉冲伏安 延时功能
阶梯线性扫描 零阻计(电化学噪声) 信息提示功能
阶梯循环伏安 (单次) 电偶腐蚀 开路电位测试功能
阶梯循环伏安 (多次) 循环极化 辅助输入界面
计时电流 线性极化 外部应用触发
计时电位 Tafel塔菲尔曲线 DAC 输出控制
计时电量 恒电位 电极表面预处理
快速电位脉冲 动电位 预沉积
快速电量脉冲 恒电流 系统平衡
周期电位脉冲 动电流 系统净化
周期电量脉冲 动态 iR iR补偿测量
新增加的能源软件功能    

恒电流充放电

恒电位充放电 恒电阻充放电
恒功率充放电 多拐点循环伏安(开路电位) 限制电压的恒电流充放电
功率控制的充放电 电阻控制的充放电  
??

 

的系统特点:

1. 同步阻抗测量 
输力强145x系列FRA(选项)可以与1470E*结合完成多个电池的同步阻抗测量。该系列产品采用了单一正弦相关性和多正弦/ FFT的阻抗分析技术,提供超高的测量速度、准确度和精度。1455 FRA 在10mHz至1MHz频率范围内提供高性能的阻抗测量;而针对10 mHz至100kHz 的常用频率范围的研究者,可以选用1451 FRA。可以将温度控制作为系统的一部分,由计算机通过串口进行自动控制。如SOFC等电池在不同温度下(高达1000C)的测试。

2. 以太网控制
1470E和145xFRA 可以通过以太(Ethernet)网络进行本地和远程控制,这使得实验设定和体系检测可以在不同房间或不同楼房

3. 阳极/阴极DC和AC阻抗(选件)
通常电池/燃料电池测试,系统提供的辅助选项只能用来测量直流功能。本系统(带辅助通道安装选件)不仅支持循环伏安等DC测试,同时可对整个电池整体或部分(如阴极或阳极)进行阻抗测量。这种独特的功能允许详细研究电极材料或电池堆中某个电池的状况。单正弦波或FFT /多正弦技术都可用于这一测试。

4. 高功率直流及阻抗测试
1470E的任一通道电压和电流的标配范围为10V / 4A。如需测试高功率电池,例如测试燃料电池堆或负载下的电池,多通道1470E可并联以提供高直流负载(高达28安培),然后使用另一个通道进行阻抗并联测量。在这种情况下,阻抗测量通道没有携带高直流电流,只施加小幅AC信号,因此会更加灵敏、带宽更高,提供高品质的阻抗结果。如果必须增加电压范围,Solartron提供功率放大器来提高施加电压和电流范围。

5. 快速切换实验
FRA与电源测试系统是高度集成的,实现了DC和AC 阻抗的快速同步转换。

6. 安全/终止限制检查 
当达到电池的极限值或超越安全范围时,1470E的每个通道处理器将立即响应,防止过度测试或损坏。用户会被告知安全极限范围,必要的时候,允许采取适当的行动。

7. 阻抗精度和稳定性
Solartron145x频响仪的测量精度在10mHz到1MHz全频率范围内为0.1%和0.1。,频率带宽度精度。阻抗选项提供了交流测量性能,整个测量范围内重复性和稳定性非常好。本系统阻抗的测量精度涵盖频率和阻抗的全部范围。

8. 自动积分
在正弦波或FFT工作模式,自动积分可以优化测试时间,抑制噪音和干扰信号。在有干扰噪音情况下增加积分时间,无噪音频率时采用高速测量方式,达到无噪音结果和优化测量速度的*结合。

9. 直流偏置抑制
输力强145x频响仪可对任何直流偏置抑制。这使所有的阻抗测量得以在zui敏感的测量范围内,从而提供精准,无噪音干扰的测量结果。

 

1470E实验
1. 多通道DC测试功能 
1470E的每个独立恒电位/恒电流仪通道是由的高性能数字信号处理器所控制,提供准确瞬时的测试控制、数据平均和安全限制功能。可进行较宽范围的恒电位(电压控制)和恒电流(电流控制)测试技术,其中包括:

• 开路电位 
• 循环伏安 
• 恒定和扫描电位/电流控制 
• 高速电位/电流脉冲技术(如电池测试) 
• 电位/电流阶跃 
• 线性极化电阻 
• 欧姆降测量(精确的分析等效串联电阻ESR)

2. 高速多通道阻抗测试 
单正弦波相关技术 
单正弦波相关是世界各地的研究人员公认的zui准确和可重现的技术阻抗研究方法,尤其针对电池阻抗研究。Solartron的高性能145x频响仪供非常高的测量速率,能在短短几秒钟完成从10Hz至1MHz的电池阻抗扫描!单正弦相关技术覆盖系统(从10mHz至1MHz)的全部带宽。 
多正弦波/傅立叶变换分析 
单正弦相关技术提供了非常快速的阻抗分析。但在较低的频率,例如在电池扩散特性分析中,需要测量时间可能会延长,因为在每个频率下必须至少有一个周期的波形。这可能会导致成几个小时的测试运行。例如一个单波1mHz的测量至少需要1000秒(>16分钟),但是145x系列频响仪,提供了另一种计量方法(多正弦/快速傅立叶变换FFT分析),后者可以在系统的整个频率范围内使用,但对于低频率的测试特别有效。
多个正弦波频率同时用于测试体系,提供整个频率范围内的激励。多正弦波形类似于随机噪声,但实际上是选择的几个波形的叠加。被测试系统的电位和电流波形同时被捕获和分析,同时利用FFT技术和频谱数据的比率,可得到在原激励波形的频率阻抗的结果。例如,三个数量级频率可以同步获得,如从1Hz到1mHz的阻抗结果,在单次测量以1mHz为带频的基础上需要1000秒(16 分钟)。相比之下,以单正弦波从1Hz至1mHz,每数量级10个点测量,需时约80分钟(5倍的时间)。这使得多正弦/FFT的方法非常适合对测量速度要求较高的实验,例如,随时间的变化的体系必须在体系变化前完成快速测量。FFT技术非常快速,但由于涉及到多个频率同时测量,准确度可能低于单一正弦相关波。145x系列频响仪为此提供了一些非常先进的设施,以帮助用户zui大限度地减少这些影响:

• 用户可选择在多波测量时的频率; 
• 一个系统默认的波形频率选择清单,帮助客户选择适当的频率; 
• 自动波形优化,尽量减少多正弦波任何杂峰。 
频率选择功能,在总体激励水平不变情况下,让多波测量利用更少的频率,可以降低测量噪声,使得每个频率有更高相对幅值。 
频率选择功能,可以减少电化学体系非线性所引起的问题,并获得对数间隔的数据;给予非常相似的单正弦扫描技术的结果,同时保留了速度优势。

高速8通道恒电位/恒电流仪

型号

每台1470E提供8个完全独立的恒电位/恒电流仪,可以同时对8个不同体系进行测试,每个通道完全独立,对每个体系可以进行相同测试,也可以进行不同测试。许多常规的标准电化学测试均包含在内:充/放电、开路电压、动电位、动电流、循环伏安、线性扫描、计时电流/库仑,计时电位、快速脉冲及阶跃、阻抗测量、欧姆降测定。

主机包含CellTest软件和一套8根1m的电极连接线.

1470E  (includes CellTest software and 147001A  set of 8 cables, 1m)
FRA 频率响应仪

145x系列FRA模块可以与1470E*结合完成多个电池的同步阻抗测量。该系列产品采用了单一正弦相关性和多正弦/ FFT的阻抗分析技术,提供超高的测量速度、准确度和精度。多达8个预留通道的FRA机箱,选配阻抗测试所需通道数的相应模块及个数。

12XX系列FRA可以与1470E结合完成一个通道的同步阻抗测量。GPIB接口,跟据测试需求选择单一FRA。每个FRA又可以单独作为频响仪使用,经济实用。

1400A ( 阻抗分析主机箱,可容纳多达8个145x模块)

1455A  (10μH z~1MHz)
1451A (10μH z~100KHz)

 

1260A (10μH z~32MHz)

1255B (10μH z~1MHz)

1252A (10μH z~300KHz)

 8通道温度及控制选项
 提供8个温度测量通道,可匹配E,J,K及T型热电偶。每一个1470E通道可以一个温度测量通道,用于温度检测、提供温度安全限并控制终止测试。此选项还可控制一些同步开关,用于控制电磁阀、继电器、加热器等外部设施。  14703A
辅助电压测定模块

需要与14703A相连使用。内置多路转换器可以提供1470E8个通道的辅助电压测定,每个通道可以输入4个不同差分电压的测量,能用来对测试下的燃料电池或电化学池内部检测电压,一个1470E通道zui多可以测得5处的同步电压/阻抗: 
● 从同一测试电池之不同部分进行同步差分DC电压测量,如:在一电池内跨阳极或阴极,或在一电池堆内跨不同单电池。 
● 可对整个电池整体或部分(如阴极或阳极)进行阻抗测量。阳极/阴极阻抗测量需要FRA选项。 
● 与外部监测设备如:酸度计、压力传感器、光感测器…等进行同步DC电压测量。
● 需配置辅助电压测量连接线,1m 或2m。

14702A

147021A (1m连接线)

147022A (2m连接线)

外部功率放大器选项
1470E的任一通道电压和电流的标配范围为10V / 4A,如果仪器内置4A无法满足您的应用,可以使用外置功率放大器来提高施加电压和电流范围。 Boost 12V20A (+12V/-3V,+20A)
Boost 24V10A (+24V/-3V,+10A)
Boost 50V5A (+50V/-3V,+5A)

 

Boost 50V25A (+50V/-3V,-25A 仅放电模式)

Boost1470CABLES (连接电缆)

软件
系统标准配置软件 CellTest 软件
针对多通道电化学应用,如腐蚀和电化学应用程序,提供一系列方法设置,包括恒电位、恒电流、循环伏安发,线性极化电阻和阻抗分析。数据可以由图形及表格形式表现。包含塔菲尔和阻抗分析及等效电路拟合等。

Multistat软件
USB147010ES (one 1470E )
USB147010EF (one 1470E +145X)
USB147010EC (one 1470E +12XX)
USB129603S (Zview阻抗分析及等效电路拟合软件)

燃料电池:

燃料电池被看作高效、低排放和低噪声电源,可能会成为电池,甚至内燃机的升级换代产品。燃料电池是将氢等化学燃料能直接转换为电能的系统,可广泛应用于电站(移动式和固定式)、便携电源(电脑和移动通讯)和电动电源。燃料电池主要分为质子膜燃料电池(PEM)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、锌空燃料电池(ZAFC)和再生式燃料电池。
1470E可以用于表征一系列宽泛的燃料电池技术的研究和发展。小型燃料电池,例如那些用于移动通讯及PC机,都可以直接测量。通过并联通道及添加外部功率放大器,可以使系统完成高功率电池的测试。阻抗测试可以在直流施加的条件下,完全表征电池的效能范围。固体氧化物燃料电池(SOFC)这类的高温燃料电池,也可以通过填加温度控制选项附件来完成测试。

 

电池:

笔记本、手机、PDA、照相机、摄像机和电动工具等除要求电池安全环保可再生外,还希望电池性能达到:长循环寿命、长待机时间、短充电时间、长放电时间、尺寸小和重量轻等。目前电池类型主要有锂离子电池(包括聚合物锂电池)、镍氢电池、锌空电池和碱性一次电池等。

除了标准的DC多通道测试技术,如循环伏安,充放电测试和欧姆降测量外,1470E不仅提供对整个电池的交流阻抗测试,还提供阴/阳极交流阻抗测试。可为二次(充电)电池循环寿命和一次电池非破坏研究提供有价值的数据,来改进电池电极材料及电池性能。

 

超级电容器:
电池和燃料电池的优势在于为连续负载提供电源,但不适宜应用于脉冲或暂态负载情况。超级电容器常常与电池和燃料电池等电源配合使用提供峰负载驱动,如发动机起动或电动车急加速等。超级电容器具有其它电源*的优势,可工作于温度条件下、比电池更快充电能力并可几千次充放电。
超级电容器也需要相似的电化学测试,包括循环伏安,充放电循环测试,开放电位测试,欧姆降测量及阻抗测试。1470E提供将多个通道并联的灵活性,对此类测试提供极大方便。

 

常规电化学:

有很多常规电化学研究,如传感器研究、腐蚀研究、电镀与修饰、生物研究等,1470E多通道DC和AC阻抗的分析都是高效能的工具。

 

 

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