电化学阻抗谱是在电化学电池处于平衡状态下(开路状态)或者在某一稳定的直流极化条件下,按照正弦规律施加小幅交流激励信号,研究电化学的交流阻抗随频率的变化关系,称之为频率域阻抗分析方法。也可以固定频率,测量电化学电池的交流阻抗随时间的变化,称之为时间域阻抗分析方法。锂离子电池的基础研究中更多的用频率域阻抗分析方法。EIS由于记录了电化学电池不同响应频率的阻抗,而一般测量覆盖了宽的频率范围(μHz-MHz),因此可以分析反应时间常数存在差异的不同的电极过程。2.1电极过程动力学信息的测量电化学阻抗谱在锂离子电池电极过程动力学研究中的应用非常多。一般认为,Li+在嵌入化合物电极中的脱出和嵌入过程包括以下几个步骤,如图1所示,①电子通过活性材料颗粒间的输运、Li+在活性材料颗粒空隙间电解液中的输运;②Li+通过活性材料颗粒表面绝缘层(SEI)的扩散迁移;③电子/离子在导电结合处的电荷传输过程;④Li+在活性材料颗粒内部的固体扩散过程;⑤Li+在活性材料中的累积和消耗以及由此导致活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的生成。动态EIS能提供锂电池内部电化学反应的实时数据,帮助了解电池性能。黑龙江动态eis设备
EIS测量的前提条件:
因果性条件:输出的响应信号只是由输入的扰动信号引起的的。也就是说测量信号和扰动信号之间存在对应的因果关系,任何其它干扰信号都必须排除。如果充分注意了电化学系统环境因素(比如温度等)的控制,这个条件比较容易满足。
线性条件:输出的响应信号与输入的扰动信号之间存在线性关系。通常的情况下,电化学系统的电流与电势之间是不符合线性关系的,而是由体系的动力学规律决定的非线性关系。但是,当采用小幅度的正弦波电势信号对系统进行扰动时,作为扰动信号的电势和响应信号的电流之间可近似看作呈线性关系,从而可近似的满足线性条件。通常作为扰动信号的电势正弦波的幅度在5mV左右,一般不超过10mV。
稳定性条件:扰动不会引起系统内部结构发生变化,当扰动停止后,体系能够回复到原先的状态。对于可逆反应来说,稳定性条件比较容易满足,对于不可逆的电极过程,只要电极表面的变化不是很快,当扰动幅度小,作用时间短,扰动停止后,系统也能够恢复到离原先状态不远的状态。可以近似的认为满足稳定性条件。对于非常快速的电极反应,或者是扰动的频率低,作用时间长时,稳定性条件的满足较困难,所以EIS研究快速不可逆反应有一定困难。 重庆动态eis单价动态EIS能够提供准确的电化学信息,帮助用户更好了解电池的性能和状态,为电池的优化设计和改进提供指导。
电化学阻抗技术就是测定不同频率ω的扰动信号X和响应信号Y的比值,得到不同频率下阻抗的实部、虚部、模值和相位角,然后将这些量绘制成各种形式的曲线,就得到电化学阻抗谱,常用的电化学阻抗谱有两种:一种叫做奈奎斯特图(Nyquistplot),一种叫做波特图(Bodeplot)。Nyquistplot是以阻抗的实部为横轴,虚部的负数为纵轴,图中的每个点指的是不同的频率,左侧的频率高,成为高频区,右侧的频率低,成为低频区。Bodeplot图包括两条曲线,它们的横坐标都是频率的对数,纵坐标一个是阻抗模值的对数,另一个是阻抗的相位角。利用Nyquistplot或者是Bodeplot就可以对电化学系统的阻抗进行分析,进而获得有用的电化学信息。
炙云科技的电化学阻抗谱(EIS)快速测量技术是一种应用于锂电池行业的全生命周期深度无损检测新技术。这种技术通过宽带宽激励信号和频谱无损提取方法,能够快速、准确地测量锂电池的阻抗谱,进而评估电池的状态、一致性、健康状况和潜在故障。在锂电池行业中,炙云科技的EIS技术具有广泛的应用场景。首先,在电池生产过程中,通过快速测量阻抗谱,可以对电池性能进行快速筛选,提高产品的质量。其次,在电池售后维保方面,该技术可以快速检测电池的健康状况和潜在故障,帮助维护人员及时发现并解决问题,延长电池的使用寿命。此外,炙云科技的EIS技术还可以应用于二手锂电池的评估交易。通过快速测量阻抗谱,可以对二手电池的性能进行评估,为交易提供可靠的参考依据。在储能领域,该技术也可以用于检测和评估电池的安全性、一致性和可靠性,为储能系统的稳定运行提供保障。总之,炙云科技的电化学阻抗谱(EIS)快速测量技术在锂电池行业中具有广泛的应用前景。通过快速、准确地测量电池的阻抗谱,该技术可以为电池的生产、售后维保、二手评估交易和储能等领域提供重要的支持,推动锂电池行业的持续发展。动态EIS检测设备在二手新能源车电池评估中发挥着不可替代的作用,保障交易公平。
在电池老化寿命研究方面,徐鑫珉等采用循环充放电方式对磷酸铁锂电池样本进行了老化实验和电化学阻抗谱测试。他们提出了基于交流阻抗的SOH计算公式,并验证了电流扰动激励测试电池交流阻抗的可行性。依据所获得的阻抗数据,发现低频阻抗与SOH呈现单调递增的规律。使用线性拟合方式获得了电池老化曲线,这为使用阻抗数据计算SOH,预测电池使用寿命提拱了算法支持和理论依据。等效电路模型对于阻抗定量的分析具有积极作用。谢媛媛等将模型预测的阻抗与实验获得的阻抗结合到一起分析,既验证了模型的有效性,又可以充分利用模型和实验在区分阻抗成份上各自具有的优势。实验条件为充电倍率0.5C,温度25℃。循环次数增加,欧姆阻抗变化不明显,电荷传递阻抗明显增加,扩散阻抗减小,总体阻抗呈增大的趋势。可以预测,随着循环次数增加,阻抗谱很难区分各频率成分的影响,使用等效模型计算各阻抗参数将变得更加有效。动态EIS广泛应用于锂离子电池、钠离子电池、燃料电池和腐蚀防护等领域,是一种常用的电化学检测手段。福建动态eis生产厂家
动态EIS设备在储能领域中发挥重要作用,为储能系统的优化提供科学依据。黑龙江动态eis设备
电化学阻抗谱EIS是一种“准稳态频率域测量方法”,它可测量电势和电流间存在着线性关系。具体地说就是给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流电势波,这个交流电势波与电流信号的比值,我们称为系统的阻抗。当我们将电化学系统看成一个由电阻、电容和电感等基本元件组成的等效电路,并通过EIS,对等效电路的构成及元件大小进行测量,同时根据测量结果对电化学系统的结构和电极过程进行分析。EIS测定的频率范围很宽,因此,使得测量结果的数学处理简化,同时也可得到比常规电化学方法更多的动力学和电极界面结构的信息。黑龙江动态eis设备