EIS测量的前提条件:1)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;2)线性条件:输出的响应信号与输入的扰动信号存在线性关系;3)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,系统能够恢复到原先状态。对于电化学阻抗谱测试而言,由于采用的小幅度的正弦电势信号对系统进行微扰,电极上交替出现阳极和阴极过程,二者作用相反,因此,即使扰动信号长时间作用于电极,也不会导致极化现象的积累性发展和电极表面状态的积累性变化,因此EIS属于一种“准稳态方法”。另一方面由于电势和电流间存在线性关系,测量过程中电极处于准稳态,使得测试数据的数字化处理十分简易,并且频率域的测量方法赋予了EIS很宽的测定频率范围。EIS分析是研究电化学系统的重要手段,能够提供有关电极反应动力学、物质传递和扩散等过程的深入理解。云南eis交流阻抗分析仪推荐厂家
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。云南eis交流阻抗分析仪推荐厂家在电化学研究中,EIS交流阻抗分析仪已成为不可或缺的工具,为科研人员提供了强大的技术支持。
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。
由于在本土生产,国产EIS阻抗谱设备在原材料采购、生产制造等方面的成本相对较低。这使得国产设备在价格上具有更大的竞争优势,为用户节省了实验成本。国内生产商能够更加深入地了解用户需求和使用习惯,因为它们更接近目标市场。通过与用户的紧密沟通,生产商可以优化设备的易用性和用户体验,提高设备的市场竞争力。综上所述,国产EIS阻抗谱设备在自主研发方面具有技术积累与创新、定制化设计、快速响应市场需求、成本优势以及深入了解用户需求等优势。这些优势有助于推动国产设备的研发进程,提高设备的性能和竞争力,满足不同领域的研究和应用需求。在电化学传感器研发中,EIS交流阻抗分析仪可用于评估传感器的响应机制和检测性能,有助于优化传感器设计。
电池作为现代社会中不可或缺的储能设备,已经成为了支撑新能源发展的关键技术之一。在近40年的时间里,随着人们对新能源的不断探索和研究,电池技术也在持续发展和优化。为了更好地利用电化学能量、提高电池产品性能,对电池的生产和测试技术要求也越来越高。电化学阻抗谱(EIS)是测量电池的技术手段之一,通过使用多种正弦交流信号激励扰动电池电极,并采样分析其响应信号,能够获取电池的电化学特征信息。这种测试方法具有无损、非破坏性和高精度等优点,因此被广泛应用于电池生产和研发过程中。通过EIS测试,可以深入了解电池的电化学反应机制、电荷传输过程和扩散行为等信息。这些信息对于优化电池设计和生产过程、提高电池性能和稳定性具有重要意义。例如,通过EIS测试可以评估电池的容量、内阻、自放电率等关键性能参数,以及研究电池在不同温度、电流密度和老化条件下的性能表现。随着新能源产业的不断发展,对电池性能的要求也越来越高。未来,EIS测试将在电池研究和生产中发挥更加重要的作用。通过进一步优化EIS测试技术,提高测试精度和效率,可以更好地满足人们对高性能、高稳定性电池的需求,推动新能源产业的可持续发展。通过EIS交流阻抗分析仪,我们可以深入了解电极材料的导电性能、电解质传输特性以及电极反应动力学等因素。浙江eis交流阻抗分析仪设备
通过EIS交流阻抗分析仪的测试结果,揭示电极过程的反应机制和动力学行为,为新能源技术创新提供理论支持。云南eis交流阻抗分析仪推荐厂家
炙云科技EIS交流阻抗分析仪的原理基于阻抗分析。阻抗是一种用来表示电学系统中电流与电压的相对关系的物理量。在EIS分析中,通过给电化学系统施加一个小幅度的频率可变的电压,然后测量该电压产生的电流,从而推断电路的阻抗。由于EIS分析是在电极表面施加小幅度的交流电势波,因此可以更直观地分析电极系统的阻抗性质。在频率域中,EIS可以提供关于电极系统的动态行为的信息,包括电荷转移、扩散和电化学反应等过程。通过测量不同频率下的阻抗值,可以进一步分析电极系统的阻抗谱,从而深入了解电极系统的结构和性质。EIS交流阻抗分析仪在电化学研究中具有重要的作用,它能够提供有关电极过程的重要信息,并被广泛应用于电池、燃料电池和腐蚀防护等领域的研究。通过EIS分析,科研人员可以深入了解电极反应的细节,优化电池性能,推动新能源技术的发展。因此,EIS交流阻抗分析仪已成为电化学研究的重要工具之一。云南eis交流阻抗分析仪推荐厂家