PDF《基础电化学原理及技术系列讲座》

基础电化学原理及技术系列讲座 电化学测试技术Y 电化学阻抗谱 揭晓 (Lily Jie) ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 电化学阻抗谱EIS

2 ? EIS是什么?(电子上的) ? EIS是什么(电化学上的) ? EIS测试过程中遇到的问题 ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS是什么??? 从电子学角度理解 -

3 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 电化学实验信号 阶跃 扫描 正弦波 -

4 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 什么是EIS(以恒压EIS举例) 体系反馈得到电流信号: 正弦电压信号: 欧姆定律: 阻抗的信息包括模值Zo,相偏移?,实部Z',虚部Z'' -

5 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 纯电阻 -

6 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― Lissajous Plot 电阻 -

7 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 纯电容 -

8 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― Lissajous Plot 电容或电感 -

9 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― -

10 - EIS是什么? 从电化学角度理解 ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 为什么可以用EIS研究电化学反应 电极界面模型 ? 双电层电容 ? 电荷转移电阻 ? 未补偿溶液电 阻Simplified Randles Cell -

11 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 怎么用EIS研究电化学反应 电压扰动,测试电流 Potentiostatic EIS 电流扰动,测试电压 Galvanostatic EIS ① 电压vs.

电流 -

12 - DC电压+AC电压 or DC电流+AC电流 DC施加:电化学工作站/外部电子负载 ② DC+AC ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 怎么用EIS研究电化学反应 EIS三大要素 ? 因果性 C 扰动响应 ? 线性性 C 保证Evs.i在线性区 C 电压->5到10mV以内 C 电流-> 5到10mV/预估阻抗 ? 稳定性 C 扰动前=扰动后 K-K转换 C 丌满足K-K转换的肯定丌满足EIS三大要素 Y前课的内容 -

13 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS得到是什么样的数据 Bode Plot Nyquist Plot -

14 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS得到是什么样的数据 ? 两电极vs.三电极 + - 因为 E=Ea+Ec+… i=ia=ic=… 所以 Z≈ Za+ Zc EWE=工作电极相对于参比电极的电位 i=流过工作电极的电流 Z=ZWE -

15 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS结果能说明什么 高频 中频 低频 频率 ? 时间常数 EIS核心在于:通过频率的变化将电化学反应过程中不同速度的过程区分开来 电化学反应中的过程: 速度较快的,如电子传递 速度稍慢的,如电荷转移 速度最慢的,如扩散过程 丌同速率的过程对应EIS丌同的频率 太快 太慢 正好 看清楚 -

16 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS测试过程中 遇到的一些问题 -

17 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 超高阻抗体系 恒压EIS: 扰动电压5-10mV 预估阻抗1MΩ(106Ω) ?响应电流=5-10*10-9A 超低电流的检测 -

18 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 超高阻抗体系 超低电流检测 ① 超低检出限 ② 法拉第笼 ③ 加大扰动 ④ 增大电极面积 ⑤ … -

19 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 超低阻抗体系 假如恒压EIS: 扰动电压5-10mV 预估阻抗1mΩ ?响应电流=5-10A 超低阻抗测试推荐采用恒流EIS!!! 准确+安全 大电流 控制大信号,检测小信号 -

20 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― 超低阻抗体系 ? 走电压的两根线拧在一起 C 消除磁耦合 ? 电压引线远离电流引线 C 减小交互电感 -

21 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― @电极引线连接 ? 将电压和电流测试引线分开 -

22 - ― 电化学原理及技术系列讲座第六讲 ― EIS结果的解析 模型+拟合 ? 基于物理意义 C 界面,扩散,,

, ? 为接近真实做修正 C CPE,传输线模型 ? 拟合度 模型和结果 充分不必要 C 丌同模型 拟合结果丌同 C 同一模型丌同算法 拟合结果丌同 C 同一模型丌同初值 拟合结果丌同 -

23 - 基础电化学原理及技术系列讲座 下次预告:电化学测试技术Y 旋转圆盘电极 电化学技术交流群 已满群 谢谢大家支持! 24