西藏eis交流阻抗分析仪定做价格

时间:2024年05月19日 来源:

交流阻抗,也称为电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,简称EIS),是早期电化学文献中使用的术语。它是研究电极过程的一种电化学实验方法,起源于线性电路网络频率响应特性的电学测量。通过交流阻抗技术,可以深入了解电极系统的电化学行为和反应机制,为电池、燃料电池等能源器件的性能优化提供有力支持。当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳。一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱。在腐蚀防护领域,EIS交流阻抗分析仪用于评估材料的耐腐蚀性能和防护涂层的保护效果。西藏eis交流阻抗分析仪定做价格

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电化学阻抗谱(EIS)和电化学阻抗图(EIS奈奎斯特图)是两种不同的表示方式,但它们都是用来描述电化学阻抗特性的。电化学阻抗谱是一种通过测量阻抗随正弦波频率的变化来分析电极过程动力学、双电层和扩散等的方法。它可以将电化学系统视为一个等效电路,由电阻、电容和电感等基本元件组成,通过EIS可以测定等效电路的构成以及各元件的大小,进一步分析电化学系统的结构和电极过程的性质等。而电化学阻抗图则是将测量的阻抗数据以实部和虚部的方式表示在复平面上,形成一个奈奎斯特图。这个图可以用来描述电极系统的动力学行为和反应机制,可以直观地观察到系统的频率响应特性。总的来说,电化学阻抗谱是一种更广的概念,包括了实部和虚部的阻抗分析,而电化学阻抗图则是一种更具体的表示方式,更侧重于复平面上阻抗特性的可视化。吉林eis交流阻抗分析仪单价EIS分析仪提供非破坏性测试,准确测量电极系统的阻抗特性。

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电化学阻抗谱的设计基础是给电化学系统施加一个扰动电信号,然后来观测系统的响应,利用响应电信号分析系统的电化学性质。所不同的是,EIS给电化学系统施加的扰动电信号不是直流电势或电流,而是一个频率不同的小振幅的交流正弦电势波,测量的响应信号也不是直流电流或电势随时间的变化,而是交流电势与电流信号的比值,通常称之为系统的阻抗,随正弦波频率w的变化,或者是阻抗的相位角随频率的变化。将电化学阻抗谱技术进一步延伸,在施加小幅正弦电势波的同时,还伴随一个线性扫描的电势,这种技术称之为交流伏安法。由于扰动电信号是交流信号,所以电化学阻抗谱也叫做交流阻抗谱。

SOH是电池健康状态的反映,是电池老化状态的判断指标。电池经过一定次数的充放电循环后,电池的衰退明显加剧,主要表现在放电电压和放电容量的降低,这会对电池的使用性能产生挑战。张文华等探究了磷酸铁锂电池老化状态与电池阻抗的关系,详细分析各阻抗成分随循环次数的变化规律。发现800次以上的循环周期对电荷传递阻抗影响很大,对欧姆阻抗和扩散阻抗的影响微乎其微。他们认为SOH在95%~100%之间,欧姆阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗基本保持稳定,电池处于充放电稳定状态。SOH降低到90%以下,电荷转移阻抗和扩散阻抗明显增大,电解液与电极的界面结构逐渐发生破坏,阻抗谱中低频区域出现了一段新的圆弧,究其原因可能是电池负极材料受到破坏,嵌锂反应变慢。他们的研究显示出交流阻抗与电池劣化程度的相关性,可以用来筛选出老化的电池,有利于锂离子电池的梯次利用。基于电化学阻抗谱,张彩萍等对电池老化特征进行了分析,提出了梯次利用锂离子电池从而延长寿命的方式。将新旧电池的阻抗谱曲线进行对比,发现使用后的电池性能衰退主要是电化学极化阻抗和浓差极化阻抗增大引起的,并且提出了控制充放电倍率来控制极化程度的方法。在电池和燃料电池研究中,EIS交流阻抗分析仪是评估能源储存和转化效率和性能的重要工具。

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在锂离子电池电极的电化学过程中,Li+的嵌入和脱出包括以下几个内容[4],如图1所示;(1)电子在电极材料颗粒间的传递、Li+在活性物质颗粒的间隙间电解液中的运输;(2)Li+通过活性材料颗粒SEI层的迁移扩散;(3)电子/离子在导电结合处的电荷传输过程;(4)Li+在活性材料内部的固相扩散;(5)Li+在电极中累积和消耗以及电极活性材料颗粒晶体结构的改变或者新相的生成。图1嵌入化合物电极中嵌锂机制模型示意图3.2测量表观化学扩散系数电极中的扩散体系呈现控制步骤且可逆特征时,在理想条件下,阻抗低频部分存在扩散响应曲线。此时,可以利用扩散响应曲线测量电池或者电极体系的表观化学扩散系数。典型的采用电化学交流阻抗法测量化学扩散系数的公式如下[5]:式中,ω为角频率,B为Warburg系数,DLi为Li在电极中的扩散系数,Vm为活性物质的摩尔体积,F为法拉第常数(F=96487C/mol),A为浸入溶液中参与电化学反应的真实电极面积,dE/dx为相应电极库仑滴定曲线的斜率,即开路电位对电极中Li浓度曲线上某浓度处的斜率[6]。基本测量过程如下:①通过阻抗谱拟合获得低频扩散部分的B值;②测量库仑滴定曲线;③将相关参数带入方程式(3)即可求出Li的扩散系数。EIS交流阻抗分析仪在多个领域有广泛应用,如电池和燃料电池研究、电化学传感器研发、腐蚀与防护研究等。重庆eis交流阻抗分析仪达标

通过EIS交流阻抗分析仪,可以深入了解电极反应的动力学过程和物质传递机制。西藏eis交流阻抗分析仪定做价格

电化学阻抗谱(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy,简称EIS)是一种深入研究电化学系统的强大工具。它通过在电化学电池处于平衡状态(如开路状态)或某一稳定的直流极化条件下,按照正弦规律施加小幅度交流信号,来测量和解析电化学交流阻抗随频率的变化关系。EIS的重点在于,它能够捕捉并解析出电极系统的复杂行为,从微观角度揭示电化学反应的动力学过程、物质传递以及电荷转移等重要信息。这种方法的优势在于其非破坏性和高灵敏度,使得科研人员可以在不改变系统原有状态的情况下,深入研究电极反应的细节。EIS的应用领域广,尤其在能源领域中,如锂离子电池、钠离子电池、燃料电池等都有着重要的应用。在锂离子电池的研究中,EIS技术被用于分析电极材料的性能、电解质的传输特性以及SEI(固体电解质界面)的形成和演变等。此外,EIS也在腐蚀防护、电镀和金属表面处理等领域发挥了重要作用。通过EIS测试,我们可以深入了解电极系统的电化学行为,进一步优化电池的性能和稳定性。同时,EIS还可以用于评估电池在不同工况下的行为,为新能源技术的进步和发展提供了重要的支持。西藏eis交流阻抗分析仪定做价格

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