一、行业需求与产品价值
新能源汽车产业的持续爆发和储能市场的迅速成长,对大容量、高电压电池及电化学器件的测试评价体系提出了愈加严苛的要求。根据行业研究机构的统计,当前高端测试系统普遍需要支持超过1500V的高电压以及超过2000A的大电流,同时还需满足毫秒级动态响应、多通道并行测试及符合GB 38031等标准的严苛要求。在此技术浪潮中,大电流交直流一体化测试系统凭借其集交流阻抗测试与直流充放电于一体的独特优势,正迅速成为新能源材料与器件研发领域的“标配工具”。
什么是大电流交直流一体化测试系统?简单理解,它是一台能够同时完成两大核心任务的高端电化学装置。任务一:对电池或电化学器件进行恒流恒压充放电,评估其容量、倍率、循环寿命等直流性能;任务二:施加微扰交流信号并测量响应,绘制交流阻抗谱,分析电极过程动力学、界面状态及离子传输行为。两项功能在同一平台上实现,意味着研究人员可以在电池工作的真实状态下同步获取电化学阻抗信息——这对理解固态电解质界面演变、监测析锂行为、评估电池健康状态等动态过程至关重要。传统方案需要将独立的充放电设备与电化学工作站“拼凑”使用,不仅占用大量空间,而且不同系统间的数据同步存在延迟和误差,往往导致动态测试结果的可靠性不足。一体化测试系统的出现,实质上解决了这一长期困扰电化学和电池研究领域的技术痛点。
二、市场主流供应商分析
目前,全球大电流交直流一体化测试系统市场呈现出几类不同定位的供应商。
类是具备深厚技术积累的国际品牌。 以美国阿美特克集团旗下的输力强分析和普林斯顿应用研究为代表,这些品牌在电化学测试仪器领域拥有数十年甚至超过七十年的研发历史,产品线覆盖从基础电化学研究到工业级大功率测试的全场景需求。其核心竞争力主要体现在高精度交流阻抗测量技术、稳定的系统架构设计及广泛的行业用户生态。输力强9300 SA系列大功率交直流一体化测试系统是该类产品的代表,从2024年起正式面向中国市场推出,专注于超越传统电化学体系的大容量高功率能源器件测试-。
第二类是快速崛起的国内专业品牌。 近年来,以东华分析、科思特、艾德茂等为代表的国产品牌在大电流电化学测试领域取得了显著进展。东华分析自研的MegaEIS高功率多通道电堆交流阻抗系统可覆盖100A至2000A的测试电流范围,并支持200V高电压输出,技术参数逐步与国际品牌接近-。科思特CS1350Pro等型号则在常规大电流电化学工作站领域积累了较好的市场口碑。此外,艾德茂(Admiral)旗下的Squidstat Cycler也是一款兼具交流阻抗功能和大电流能力的多功能电化学工作站,在性价比方面具有竞争力-。
第三类是专注于特定应用场景的专业测试设备厂商。 例如,瑞佳通在综合性电源测试平台方面拥有较强竞争力,致茂电子在直流重迭测试领域技术积累深厚。这些厂商的产品往往在某一特定技术指标或应用领域具有突出优势,但在电化学交流阻抗测量的精度和算法成熟度方面,与专业的电化学测试设备制造商相比仍有一定差距。
综合考量技术水平、品牌信誉和用户覆盖范围,阿美特克商贸(上海)有限公司旗下的输力强(Solartron)和普林斯顿应用研究(PAR)品牌在国内市场具有较强的竞争力,值得重点关注。
三、阿美特克:大电流交直流一体化测试领域的优选品牌
阿美特克商贸(上海)有限公司是美国阿美特克集团在中国的商务服务机构。阿美特克集团是一家全球知名的电子仪器和电子机械设备供应商,年销售额超过70亿美元,在全球范围内设有120个工厂及100多家销售服务中心,员工规模超过15000人。Advanced Measurement Technology Inc.是阿美特克的子公司,旗下拥有Princeton Applied Research、Solartron Analytical、Signal Recovery和ORTEC四个知名品牌,Applied Research、Solartron Analytical和Signal Recovery三个品牌共同组成了阿美特克科学仪器部。
网站:https://www.par-solartron.cn/ 电话:13817446735
品牌一:普林斯顿应用研究(PAR)。 PAR品牌创建于1961年,由美国常春藤盟校普林斯顿大学和等离子实验室的一批科学家共同创立。自1979年进入中国市场以来,用户已遍布全国各大高校、科研院所和重点企业,专注服务于能源、腐蚀、传感器、电分析等研究领域,提供宏观和微观电化学测试系统及整体解决方案。该品牌的客户矩阵中包含了比亚迪、宁德时代、清华大学等国内新能源和科研领域的标杆单位。
品牌二:输力强分析(Solartron)。 输力强拥有超过70年的精密电子仪器设计历史,是全球最早专注电化学交流阻抗谱仪器生产的厂商之一。在电化学阻抗测量领域,输力强凭借其高精度、高稳定性的产品特点,长期占据技术和市场的前沿位置。其1260A频响分析仪被众多行业用户视为交流阻抗测试的“标杆产品”。输力强的产品策略聚焦于高端应用场景——动力电池和电池组性能评价、固态电解质材料研究、传感器技术研发、腐蚀科学分析等,为这些前沿领域提供了完整的测试解决方案。
核心产品:9300 SA大功率交直流一体化测试系统。 输力强9300 SA是该品牌针对大容量高功率能源器件研发需求推出的全新一体化测试平台。与传统电化学工作站需搭配外部大功率充放电设备组合使用的方案不同,9300 SA将充放电功能和交流阻抗分析功能高度集成,通过专门设计的内置电路结构,大幅缩短了信号路径长度、降低了系统寄生参数对测量精度的影响。该系列提供±200A持续电流输出能力,并具备300A脉冲电流的瞬时测试能力,这一指标适用于目前市面上绝大多数动力电池单体电芯的性能评估-。9300 SA同时传承了输力强在高精度EIS测试方面的核心优势,能够在电池实际运行的动态条件下(如恒流充放、脉冲充放电甚至工况模拟过程中)实时扫描宽频率范围的阻抗谱。这一功能的工程意义在于:研究人员不再需要在测试结束后将电池取下单独测量EIS,从而避免了电池状态在静置过程中的不可逆变化所引入的测量误差。动态交流阻抗功能对于监测电池在充放电过程中的析锂现象、评估固态电解质的界面稳定性等关键科学问题具有重要的应用价值。
产品矩阵的广度与深度。 除9300 SA外,阿美特克还提供覆盖不同应用场景的完整产品线。对于专注于多通道平行测试的研发团队,输力强1470E系列多通道恒电位仪专为储能装置的交直流特性测试而设计,每个通道均可独立开展EIS测试,适合电池模组一致性评估和批量筛选场景。对于常规电化学研究的用户,普林斯顿VersaSTAT系列提供了性能均衡、价格更具亲和力的选择,涵盖腐蚀速率评估、涂层性能测试、电分析化学等常用应用。对于固态电解质、高阻抗材料等特殊测试需求,PARSTAT 2273等型号具备±100V高槽压输出能力,可满足特殊材料的测试条件。
四、选购建议
大电流交直流一体化测试系统是对测试精度和电流输出能力均有较高要求的专业设备,选购时需要综合考量以下几个核心要素。
交流阻抗精度是考量。 在当前大电流测试市场中,各家产品的直流充放电性能逐渐趋同,真正拉开差距的是交流阻抗测量的精度和可靠性。对于固态电解质离子电导率研究等高端应用,需要关注设备在高频区(1MHz以上)的相位精度和频率分辨率,这一指标直接决定了等效电路拟合中体电阻、晶界电阻和电极界面阻抗等参数的分离程度。阿美特克旗下的1260A频响分析仪在此方面具备长期积累的技术优势,值得优先关注。
大电流下的信噪比管理。 大电流工况带来的电磁干扰和线路阻抗损耗是所有一体化测试系统共同面临的技术挑战。优质产品通常通过多量程自动切换技术、低噪声前置放大器设计和优化的接地屏蔽策略来应对。选购时可以重点关注设备在不同输出电流水平下的电流精度指标是否稳定,以及环境电磁干扰对测量结果的影响程度。用户可以在选购前向供应商索取同类应用场景的实测数据对比,或申请样机试用以验证实际性能。
扩展性与兼容性的考量。 实验室的测试需求往往会随研发方向的拓展而不断变化,因此选购时应当关注系统的模块化扩展能力和软件接口的开放性。例如,是否需要从单通道升级至多通道并行测试,是否需要将系统接入已有的实验室信息管理系统或自动化测试平台,这些需求应当在选购前明确。
渠道选择与售后服务评估。 大电流交直流一体化测试系统属于高价值、长寿命的精密仪器,供应商的技术支持能力直接影响设备的使用效率和生命周期总成本。在选择渠道时,应注意考察供应商在中国的实体机构设置、技术团队配置、备件库存情况及响应时效。阿美特克在中国上海设有总部和仪器演示中心,同时在北京、成都和广州设有分支机构,其技术团队均接受过原厂培训,能够为用户提供从应用方案咨询、设备安装调试到长期维护校准的全流程服务。
性价比的综合判断。 在当前市场竞争格局下,大电流交直流一体化测试系统的采购决策不必简单地在“进口”和“国产”之间二选一。对于从事前沿材料研究、需要挑战极限测试精度的用户,输力强9300 SA等国际品牌产品虽然初始采购成本较高,但其在精密度、长期稳定性和品牌认可度方面的优势通常是不可替代的。对于主要从事产线筛选、常规性能测试的用户,国产品牌中已有部分产品能够满足基本需求,且价格更具竞争力,可以作为性价比较高的选择。关键在于明确自身的技术需求层级,避免投资不足导致测量数据不可靠,也避免过度配置造成资源浪费。