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锂电科研必备——交流阻抗谱(EIS)
时间:2024-12-23 15:25:01
答案

交流阻抗谱(EIS)在锂电科研中扮演着不可或缺的角色,作为电化学工作者,尤其是从事锂离子电池、钠离子电池、燃料电池与腐蚀防护研究的人员,掌握EIS测试技术是必备知识。EIS是一种在电化学电池处于平衡状态或稳定直流极化条件下,以正弦规律施加小幅度交流信号,研究电化学交流阻抗随频率变化关系的方法,广泛应用于各类电池与电化学体系中。

通过波形发生器产生小幅正弦电势信号,施加到电化学系统上,采集输出的电势/电流信号,利用锁相放大器和频谱分析仪输出阻抗模量、相位角等数据。频率范围可灵活设置,从极高频率到极低频率,使得EIS相较于其他电化学测试方法,能提供更多的电化学动力学和电极界面信息。

EIS是一种“准稳态”的频率域测量方法,其独特之处在于,即使长时间施加激励信号,电极表面状态与电极极化都不会积累,避免了对体系产生过大的影响。通过将电化学系统视为等效电路,分析阻抗值等参数,测试者可以对电化学系统做出深入理解与判断。

在实际应用中,EIS技术被广泛应用于锂离子电池等电化学体系的研究中。以LiNi2/3Co1/6Mn1/6O2材料为例,通过不同温度煅烧制备,循环测试后,利用EIS研究其性能变化,通过Nyquist plot和Bode plot分析其阻抗特性,了解电池内部的电化学过程与结构特征。

EIS不仅提供了一种直观、高效地分析电化学系统的方法,也是科研工作者探索电化学体系内部机制、优化电池性能、预防失效的重要工具。掌握EIS测试技术,对于锂电行业的发展与创新具有重要意义。

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