电化学阻抗谱简介.ppt

C?2-VequationsdeducedbythesupposedmodelsModelIModelII-AModelII-BModelIIIT340K340KT400KT400KUponfittingtheaboveexpressionstotheexperimentaldata,usingrelativedielectricconstantsof55foranataseTiO2and10forbothp-andn-CuInS2.第26页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三关于电化学阻抗谱简介第1页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三内容概要关于EIS方法什么是EIS方法?EIS测量有哪些特点?哪些体系适合进行EIS测定?如何测量得到EIS?EIS测量结果的有哪些表达形式?IS在DSC和CIS电池中的应用举例第2页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三什么是EIS?EIS：ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy别名：交流阻抗(ACimpedance)定义：是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法。电极系统角频率为?正弦波信号X电流或者电位电位或者电流角频率为?正弦波信号Y在一系列?下测得的一组这种频响函数值就是电极系统的EIS，即G(?)～?曹楚南、张鉴清著，《电化学阻抗谱导论》，2002年Y=G(?)?XG(?)为阻抗或者导纳第3页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三EIS测量有哪些特点?以小幅值的正弦波对称的围绕稳定电位极化，不会引起严重的瞬间浓度变化及表面变化。由于通过交变电流是在同一电极上交替地出现阳极过程和阴极过程，即使测量信号长时间作用于电解池，也不会导致极化现象的积累性发展。（准稳态方法）速度较快的子过程的阻抗谱出现在比较高的频率域，而速度较慢的子过程的阻抗谱则出现在比较低的频率域，可据此判断子过程的数目及其动力学特征。曹楚南、张鉴清著，《电化学阻抗谱导论》，2002年第4页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三哪些体系适合进行EIS测定?因果性条件当用一个正弦波的电位信号对电极系统进行扰动，要求电极系统只对该电位信号进行响应。线性条件只有当一个状态变量的变化足够小，才能将电极过程速度的变化与该状态变量的关系近似作线性处理。稳定性条件电极系统在受到扰动后时，其内部结构所发生的变化不大，可以在受到小幅度扰动之后又回到原先的状态。曹楚南、张鉴清著，《电化学阻抗谱导论》，2002年第5页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三如何测量得到EIS?装置简图相应的操作软件Potentiostat(EGG,M273)Lock-inamplifier(EGG,M5210).第6页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三EIS测量结果的表达形式Y=G(?)?XG(?)为阻抗或者导纳，总称阻纳。它是一个随频率变化的矢量，用变量为f或其角频率为?的复变函数表示，可记为：G(?)＝G’(?)＋jG’’(?)若G为阻抗，则有Z(?)＝Z’(?)＋jZ’’(?)相位角?＝arctg(-Z’’/Z’)-Z’’~Z’为阻抗复平面图，也称为Nyquist图；?~logf(或log?)log|Z|~logf(或log?)Bode图第7页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三EIS测量结果典型示例NyquistRS?*?*Bode特征频率?*=1/RC时间常数?＝1/?*=RC表征界面电荷转移速度快慢semicirclepeak第8页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三EIS测量结果的分析方法

——等效电路TypicalexampleRsRctCH+++-+---MetalElectrolyteElectrochemicalsystemNormalequivalentcircuit10?100?100?F＋＋＋＋＋＋－－－－－－第9页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三常相位角元件

Constant-PhaseElement(CPE)Q弥散效应：固体电极的电双层电容的频响特性