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交流阻抗分析仪能够准确测量电极阻抗,为科研人员提供有力支持,助力新能源技术的进步和创新。广东eis交流阻抗分析仪订制价格
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。黑龙江eis交流阻抗分析仪价格对比通过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。
电化学阻抗谱(electrochemicalimpedancespectroscopy,简称EIS)用于研究线性电路网络频率响应特性,将这一特性应用到电极过程的研究,形成了一种实用的电化学研究方法。电化学阻抗谱准确测试需要具备一定的前提条件。首先,交流微扰信号与响应信号之间必须具有因果关系;其次,响应信号必须是扰动信号的线性函数;第三,被测量体系在扰动下是稳定的,即满足因果性、线性和稳定性3个基本条件,可以用Kramers-Kronig变换来判断阻抗数据的可行性。
电化学交流阻抗(electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS)是电化学中应用非常多的一中表征技术,在测试过程中,通过对测试系统施加一个微弱的交流电信号对被测系统进行激励,以获取对应的反馈电信号。通过EIS,可以在不破坏被测系统的前提下,获取被测系统内部的动力学信息。在燃料电池动力学中介绍过,催化剂的催化作用会使得气体解离为两种正负不同的带电电荷,两种电荷在电极界面上聚集,形成伽伐尼电势,也就是内电势。性质相反的两种电荷在界面上累积,这种储存电荷的能力与电容的性质相类似,所以我们可以把该界面看做是一个带有电容性质的界面。同时在这个界面上进行着催化剂对气体的催化反应,根据燃料电池动力学中的B-V方程,该反应有速率限制,主要限制因素是对称系数、交换电流密度和电流大小,限制着反应速率的阻抗我们称为法拉第电阻Rf。EIS交流阻抗分析仪:电化学研究的专业利器,助力科研人员深入探索。
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。EIS分析仪揭示电池内部反应机制,优化电池性能,是电化学研究的重要工具。湖南eis交流阻抗分析仪设备
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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。广东eis交流阻抗分析仪订制价格