男同 做爱 电化学交流阻抗谱(EIS)是什么?

在电化学分析设施中男同 做爱，电化学交流阻抗谱(EIS)是最蹙迫的设施之一。

荟萃上有荒谬多荒谬好的对于EIS的基础、旨趣等先容内容，相关词大部分东说念主对操作却是一知半解，知其相关词不知其是以然，接下来，咱们通过回复几个问题的神色来作念一些补充的解答。

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本文主要包括如下内容：

EIS是什么？

Nyquist 图为什么要用模范正交措施？

电化学体系的要求是什么？

GEIS和PEIS怎样选？

怎样拟合EIS数据？

1、EIS是什么？EIS(电化学交流阻抗谱)粗鄙期骗于电化学规模的参议，是一种被参议东说念主员以为是表征电化学反应机制和优化电板材料的关节技艺。

在电化学中，有两种常见的电流技艺，直流(Direct Current，DC)和交流(Alternative Current，AC)。对于直流来说，最为常见的电压电流截止法，恒电流充放电属于这类期骗，在电化学体系中，反应信号平淡是时刻的作用，而EIS技艺，由于汲取了旧例的正弦波形信号，被以为是汲取的是AC交流技艺。AC技艺如下图所示，系统的反应电流或电压信号是频率的函数关系，平淡频率的边界不错跨度好几个量级，下图的每一帧齐是不同频率的输入和输出信号，然而幅度值是不变的，对于系统的要求是必须是线常性的安妥系统。

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在电化学体系中，不同微不雅气象对应着不同的频率反应，汲取不同频率的输入信号就能探伤到发生在电极上的全历程：电荷改革和物资改革。

阻抗的认识。电阻是在电路中对电流胁制作用的大小，数值上等于电压/电流，理思的电阻且繁华底下关系，辞退欧姆定律，电阻值大小和频率无关。相关词践诺中好多电路元件的属性更为复杂，不得不汲取更为常用的电路元件-阻抗，不同于电流，阻抗受频率影响，阻抗的测试一般用小幅度的交流信号激勉测得，其大小值也示意为电路对电流胁制作用的大小。

在电化学体系中，EIS不仅期骗在于电化学历程的表征，举例在电极能源学，界面双电层等，而动作一个电化学安装优化器具去作念材料挑选，电化学防腐等方面。

EIS的数据和阻抗图。对于线性时不变系统(Linear time invariant，LTI)，输入正弦电流信号 δIsin(2πft)，电流幅度为 δI，频率f，经过系统后输出信号一样为正弦信号，相位差 ϕ=2πΔt/T。

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笔据阻抗的界说Z|=δE/δI男同 做爱，ϕ=2πΔt/T，回荡为M点坐标，ReZ=|Z|cosϕ，ImZ=|Z|sinϕ，ϕ=arctan(ImZ/ReZ)

也不错表齐全Z=ReZ+jImZ=|Z|(cosϕ+jsinϕ)

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有两种抒发形式，第一种能奎斯特图，-lmZ vs Re Z，X轴为实部，Y轴为虚部，图中每一个点代表一个频率下的数据。高频点在左，低频点在右。第二种是波特图，Z vs f 和 ϕ  vs f，更多时候f是以logf神色抒发，其中能奎斯特图是咱们日常暖热相比多的，两种图示如下。

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2、Nyquist 图为什么要用模范正交措施？在文件辛苦中，咱们平淡看到Nyquist图中为了凸起园大概斜线，刻意放大坐标，导致原本的体式发生了误解，如下图所示。

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为了幸免上述情况，在Nyquist图要汲取模范正交措施，如下图所示，在X和Y轴上的刻度长度要一致，也即是Ulm/URe=1才行。圆能力走漏成限定的圆，扩散的斜线能力成45°夹角。

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3、电化学体系的要求是什么？在这里咱们只筹议在电化学体系中的测试期骗，对于一个线性频频数系统来说，需要繁华的条款即是线性和安妥性。线性是说，电化学体系中输入和输出的信号具有线性变化的特质。由于电化学系统当然条款下变化口角线性的，就像咱们看电芯的充放电弧线，不会存在电压等于固定的K*电流，是以为了保证线性变化，就需要要求输入信号的幅度尽可能的小，即使任何一条弧线，若是需要考中的变化值弥漫小，就不错以为是线性变化，如下图所示。

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安妥性是指在EIS测试历程中，被参议的电化学体系中的参数不会随时刻的改变而改变。主要包括两部分：

1)被参议的电化学系统处于稳态中，而非暂态

2)系统参数不会随时刻的改变而改变

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在本色测试操作中，咱们需要尽可能开拓小的电流或电压激勉信号，同期不错不雅察测试前后的OCV变化情况，来判断系统的安妥性。

4、GEIS和PEIS怎样选？在EIS测试开拓时，平淡有两种选拔GEIS(电流激勉EIS)和PEIS(电压激勉EIS)，GEIS是输入电流信号，输出电压信号，PEIS是输入电压信号，输出电流信号，那么什么时候选拔哪一种？有什么依据吗？选拔PEIS的场景:未知的电化学体系，5-20mV的电压幅度选拔GEIS的场景:低阻抗体系和气象改变的体系，小于10%容量的电流幅度举例阻抗独一几mΩ的电芯，施加一个小的电压扰动的话，笔据欧姆定律U=IR，会产生很大的电流值，这么就可能破裂电芯的安妥气象，若是施加一个相宜的电流扰动，那么取得的电压值也会相比小，电芯的安妥气象就不会被破裂掉。

在一个气象改变的体系中，举例自愿造成的腐蚀大概正在充放电中的电芯，OCV电压发生改变，咱们不错不雅察E vs I的斜率，斜率即是代表需要的阻抗，下图a)中，PEIS中的中枢可以为安妥电压，肇端是蓝线，t=0，雀斑是施加的处斜率代表阻抗，当t=tmax，弧线向左转移，此时不雅察的点为Et=0与黄线相交点，可发现该点的斜率明显与t=0时的雀斑不相易，而在b)中，GEIS保证电流时安妥的，均在0隔邻，那么弧线转移后，并未改变不雅察点的位置，是以斜率不变，故此时GEIS要比PEIS成果要好好多。

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两者的能奎斯特图也能证实GEIS(图b)要比PEIS(图a)要好。

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对于绝大巨额锂电板的电化学体系测试而言，PEIS和GEIS测试出来的数据是可等效的，无明显差异的，当遭受测试乱点等问题的时候，不妨多试试不同的选拔。

5、怎样拟合EIS数据？EIS的拟合软件绝顶多，有单独的软件，举例Zview，也有测试软件上自带的拟合器具箱，EC_Lab，AutoLab等等，通过相宜的RLC等元件串并联形式进行拟合，可选性好多，需要矜重的事，选拔相宜具有本色物理利益的电路模子能力取得特意旨的收场。

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接下来，不才一篇中再先容EIS在锂电板上的期骗。

参考辛苦

Homepage - BioLogic

J. Electrochem. Sci. Eng. 10(2)(2020) 127-140男同 做爱

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