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電化學(xué)工作站
電化學(xué)工作站在電池檢測中占有重要地位,，它將恒電位儀、恒電流儀和電化 學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合,，既可以做三種基本功能的常規(guī)試 驗,，也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗。在試驗中,，既能檢測電池電壓,、電流,、容量等基本參數(shù)，又能檢測體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù),，從而完成對多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析,。
1. 提供交流阻抗及多種常規(guī)電化學(xué)測試，交流阻抗譜寬在同類產(chǎn)品中*,。
2.先進(jìn)的非線性阻抗擬合技術(shù),，可zui有效的表征測試體系；*提供BV方程擬合工具,，通過穩(wěn)態(tài)極化曲線可測定體系的基本反應(yīng)參數(shù),。
3.具有高輸入阻抗，大電流,，可支持至100A電流
4.電化學(xué)噪音,，多池多通道，序列測量等多個功能
5.特別設(shè)計的微分電容測試技術(shù),，*消除了測試曲線的扭曲,、毛刺現(xiàn)象
6.信噪比為同類產(chǎn)品，測試數(shù)據(jù)度位于*,，重現(xiàn)性優(yōu)良
7.針對大電流測試,，推薦遮斷電流法技術(shù)，有效的保持高頻區(qū)阻抗測試精度,；特別設(shè)計的松弛伏安法（RV）使得涂層低頻區(qū)測試速度提高百倍
8.推出光電效應(yīng)測試系統(tǒng),，可檢測光-電流,、光-電壓在不同條件下的變化,，測試光電流效率、激發(fā)電子壽命及擴(kuò)散系數(shù)等
電化學(xué)阻抗譜,。
1.電化學(xué)阻抗譜是一種相對來說比較新的電化學(xué)測量技術(shù),，它的發(fā)展歷史不長，但是發(fā)展很迅速,，目前已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于電池,、燃料電池以及腐蝕與防護(hù)等電化學(xué)領(lǐng)域。利用EIS可以分析電極過程動力學(xué),、雙電層和擴(kuò)散等,，可以研究電極材料、固體電解質(zhì),、導(dǎo)電高分子以及腐蝕防護(hù)機(jī)理等,。
2. 電化學(xué)阻抗譜的設(shè)計基礎(chǔ)和前幾章我們討論的控制電勢和控制電流技術(shù)基本類似，也是給電化學(xué)系統(tǒng)施加一個擾動電信號,，然后來觀測系統(tǒng)的響應(yīng),，利用響應(yīng)電信號分析系統(tǒng)的電化學(xué)性質(zhì),。所不同的是，EIS給電化學(xué)系統(tǒng)施加的擾動電信號不是直流電勢或電流,，而是一個頻率不同的小振幅的交流正弦電勢波,，測量的響應(yīng)信號也不是直流電流或電勢隨時間的變化，而是交流電勢與電流信號的比值,，通常稱之為系統(tǒng)的阻抗,，隨正弦波頻率?的變化,或者是阻抗的相位角隨頻率的變化?？梢愿庇^的從這個示意圖來看,，利用波形發(fā)生器，產(chǎn)生一個小幅正弦電勢信號,，通過恒電位儀,，施加到電化學(xué)系統(tǒng)上，將輸出的電流/電勢信號,，經(jīng)過轉(zhuǎn)換,，再利用鎖相放大器或頻譜分析儀，輸出阻抗及其模量或相位角,。通過改變正弦波的頻率,，可獲得一些列不同頻率下的阻抗、阻抗的模量和相位角,，作圖即得電化學(xué)阻抗譜-這種方法就稱為電化學(xué)阻抗譜法,。將電化學(xué)阻抗譜技術(shù)進(jìn)一步延伸，在施加小幅正弦電勢波的同時,，還伴隨一個線性掃描的電勢,， 這種技術(shù)稱之為交流伏安法。本章只介紹電化學(xué)阻抗譜技術(shù),。由于擾動電信號是交流信號,，所以電化學(xué)阻抗譜也叫做交流阻抗譜。
3. 電化學(xué)阻抗技術(shù)就是測定不同頻率?的擾動信號X和響應(yīng)信號Y的比值,，得到不同頻率下阻抗的實部,、虛部、模值和相位角,，然后將這些量繪制成各種形式的曲線,，就得到電化學(xué)阻抗譜，常用的電化學(xué)阻抗譜有兩種：一種叫做奈奎斯特圖（Nyquist plot）,， 一種叫做波特圖（Bode plot）,。
4. Nyquist plot是以阻抗的實部為橫軸，虛部的負(fù)數(shù)為縱軸,，圖中的每個點代表不同的頻率,，左側(cè)的頻率高,，成為高頻區(qū)，右側(cè)的頻率低,，成為低頻區(qū),。
5. Bode plot圖包括兩條曲線，它們的橫坐標(biāo)都是頻率的對數(shù),，縱坐標(biāo)一個是阻抗模值的對數(shù),，另一個是阻抗的相位角。利用Nyquist plot 或者是Bode plot就可以對電化學(xué)系統(tǒng)的阻抗進(jìn)行分析,，進(jìn)而獲得有用的電化學(xué)信息,。
6. 一個電化學(xué)系統(tǒng)必須滿足如下三個基本條件，才能保證測量的阻抗譜具有意義,。
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7. （1）因果性條件（causality）:輸出的響應(yīng)信號只是由輸入的擾動信號引起的的,。也就是 說測量信號和擾動信號之間存在*對應(yīng)的因果關(guān)系，任何其它干擾信號都必須排除,。如果充分注意了電化學(xué)系統(tǒng)環(huán)境因素（比如溫度等）的控制,，這個條件比較容易滿足。 （2）線性條件（linearity）: 輸出的響應(yīng)信號與輸入的擾動信號之間存在線性關(guān)系,。通常的情況下,，電化學(xué)系統(tǒng)的電流與電勢之間是不符合線性關(guān)系的，而是由體系的動力學(xué)規(guī)律決定的非線性關(guān)系,。但是,，當(dāng)采用小幅度的正弦波電勢信號對系統(tǒng)進(jìn)行擾動時，作為擾動信號的電勢和響應(yīng)信號的電流之間可近似看作呈線性關(guān)系,，從而可近似的滿足線性條件,。通常作為擾動信號的電勢正弦波的幅度在5mV左右，一般不超過10mV,。 （3）穩(wěn)定性條件: 擾動不會引起系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,，當(dāng)擾動停止后,，體系能夠回復(fù)到原先的狀態(tài),。對于可逆反應(yīng)來說，穩(wěn)定性條件比較容易滿足,，對于不可逆的電極過程,，只要電極表面的變化不是很快，當(dāng)擾動幅度小,，作用時間短,，擾動停止后，系統(tǒng)也能夠恢復(fù)到離原先狀態(tài)不遠(yuǎn)的狀態(tài),?？梢越频恼J(rèn)為滿足穩(wěn)定性條件,。對于非常快速的電極反應(yīng),，或者是擾動的頻率低,，作用時間長時，穩(wěn)定性條件的滿足較困難,，所以EIS研究快速不可逆反應(yīng)有一定困難,。 有限性條件：在整個頻率范圍內(nèi)所測定的阻抗或?qū)Ъ{值是有限的
8. EIS法具有如下的特點:
(1）由于采用小幅度的正弦電勢信號對系統(tǒng)進(jìn)行微擾，當(dāng)在平衡電勢附近測量時,，電極 上交替出現(xiàn)陽極和陰極過程,，二者作用相反，因此,，即使擾動信號長時間作用于電極,，也不會導(dǎo)化現(xiàn)象的積累性發(fā)展和電極表面狀態(tài)的積累性變化（zui電極表面狀態(tài)的破壞作用較小）,。因此EIS法是一種“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法”,。
（2）由于電勢-電流間存在線性關(guān)系，測量過程中電極處于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài),，使得測量結(jié)果的數(shù) 學(xué)處理大大簡化,。
（3）EIS是一種頻率域測量方法，可測定的頻率范圍很寬,，因而比常規(guī)方法得到更多的 動力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息,。
9. 在固體電極的EIS測量中發(fā)現(xiàn)，曲線總是或多或少的偏離半圓軌跡,，而表現(xiàn)為一段圓弧,， 因此被稱為容抗弧，這種現(xiàn)象被稱為“彌散效應(yīng)”,，產(chǎn)生彌散的原因還不十分清楚,，一般認(rèn)為同電極表面的不均勻性、電極表面的吸附層及溶液導(dǎo)電性差有關(guān),。它反映了電極雙電層偏離理想電容的性質(zhì),，也就是說，把電極界面的雙電層簡單的等效為一個物理純電容式是不夠準(zhǔn)確的,。