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涂層金屬材料的電化學阻抗譜
本文由 美國Gamry電化學 整理匯編
2020-03-25 09:43 948閱讀次數(shù)
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純電容性涂層的阻抗行為在我們EIS系列白皮書的第三部分已經(jīng)討論了。大多數(shù)涂料會隨著時間降解，引起更加復雜的表現(xiàn)。經(jīng)過一定的時間，水會穿透涂層并在涂層下形成一個新的液體/金屬界面。腐蝕現(xiàn)象
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涂層金屬材料的電化學阻抗譜 純電容性涂層的阻抗行為在我們EIS系列白皮書的第三部分已經(jīng)討論了。大多數(shù)涂料會隨著時間降解，引起更加復雜的表現(xiàn)。經(jīng)過一定的時間，水會穿透涂層并在涂層下形成一個新的液體/金屬界面。腐蝕現(xiàn)象
會在這個新界面處發(fā)生。涂層金屬的阻抗得到了廣泛的研究。失效涂層阻抗數(shù)據(jù)的解釋是非常復雜的，所以本文僅討論圖22所示的簡單等效電路。即便是這個簡單模型在文獻中也有一些爭議。研究人員對發(fā)生在電解池中的物理過程的阻抗分配沒有達成一致。因此，下文中的討論只是這個模型眾多解釋中的一種。
Gamry的科學家們在JCT CoatingsTech（www.coatingstech.org）發(fā)表了三篇關于有機涂層EIS評估的文章：
? Fundamentals of Electrochemical Impedance Spectroscopy, August 2004.
? Application of EIS to Coatings, October 2004.
? Protocols for Testing Coatings with EIS, February 2005.[詳細]
2020-03-25 09:43
期刊論文
有機涂層的電化學阻抗譜 我的所有阻抗圖譜看上去都一樣！
這樣的抱怨非常普遍。
“我是一個經(jīng)驗豐富的高分子化學家。我嘗SY電化學阻抗法來預測涂層的耐腐蝕性能。我記錄許多阻抗數(shù)據(jù)。盡管我在涂層配方中做了改變，幾乎所有的圖譜都一樣。顯然，我不能用這些結果去評價我的涂層行為。這是怎么回事？”
對于這樣的抱怨，有兩種常見的原因：
涂層質量很好，EIS數(shù)據(jù)重現(xiàn)性非常好
你試圖做的測試超出了電化學工作站阻抗系統(tǒng)的能力范圍
第二種原因可能性更大。實際你在測試儀器的性能，而不是涂層的性能。
這篇應用報告將會探討電化學工作站對涂層阻抗測試的影響。所有例子都是用Gamry電化學儀器，但是容適用任何電化學工作站的阻抗系統(tǒng)。
本報告Z后提出一些具體建議，解析難以測試的涂層體系的阻抗圖譜。[詳細]
2024-09-18 14:38
應用文章
電化學阻抗研究有機涂層 IntroductionAllMyImpedanceSpectraLooktheSame!"I’manexperiencedpolymerchemist.I’mtryingtouseElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EIS)topredictthecorrosionresistantpropertiesofpaints.I’verecordedmanyEISspectraonpaintedmetalsamplesimmersedinelectrolyte.All(ormost)ofthesespectralookthesame,regardlessofthechangesthatImakesinmypaintformulation.Iobviouslycannotusetheresultstoevaluatepaintperformance.What’sgoingon?"Therearetwocommoncausesforthiscomplaint:1.YouhaveaveryhighqualitypaintthatgivesveryreproducibleEISspectra.2.YouareattemptingtomakemeasurementsthatarebeyondthecapabilitiesofthepotentiostatinyourEISsystem.Thesecondcauseismorecommon.Thespectralookthesamebecauseyouaremeasuringthecharacteristicsofyourpotentiostat,notthoseofthepaint.TherestofthisapplicationnotedescribestheeffectsthatapotentiostatcanhaveonEISmeasurementsofcoatedmetals.GamryInstrumentpotentiostatswillbeusedasexamples,butthediscussionwillapplytoEISsystemsbuiltaroundanypotentiostat.ThisnoteconcludeswithsomespecificrecommendationsforgettingmeaningfulEISspectraoncoatingsystemsthataredifficulttomeasure.BackgroundIfyouarenotveryknowledgeableconcerningelectrochemicalinstrumentation,readthroughourPrimeronPotentiostats.ThisPrimerwillintroducetheterminologyusedintalkingaboutpotentiostatsandsomepotentiostatconceptsthatareusedintheremainderofthisapplicationnote.YouwillalsoneedabasicunderstandingofEIStofollowthediscussioninthisnote.ExperiencedEISusers首ldhavenoproblemswiththelevelofthediscussion.Ifyouarelessexperiencedoryouwanttobrushuponyourbasics,readthroughourBasicsofElectrochemicalImpedanceSpectroscopyforaprimeronEIStheoryandpractice.[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜-基礎知識 Electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)isapowerfultechniquethatutilizesasmallamplitude,alternatingcurrent(AC)signaltoprobetheimpedancecharacteristicsofacell.TheACsignalisscannedoverawiderangeoffrequenciestogenerateanimpedancespectrumfortheelectrochemicalcellundertest.EISdiffersfromdirectcurrent(DC)techniquesinthatitallowsthestudyofcapacitive,inductive,anddiffusionprocessestakingplaceintheelectrochemicalcell.ThetheorybehindEISismorecomplexthanDCtechniques,soit’sadvisedtohaveabasicunderstandingoftheunderlyingprinciplesbeforebeginning.EIShasfarreachingapplicationsincludingcoatings,batteries,fuelcells,photovoltaics,sensors,andbiochemistry.ThisguidewillfocusontheapplicationoftheEIStechniqueforanalyzingthecorrosionperformanceofcoatedaluminumpanel.Knowledgeoftheelectrochemicalsystembeinginvestigatedisalsousefulbeforebeginning.Withabasicunderstandingofthesystemitcanbeknownifthepotentiostatwillbeabletogatherthedesiredinformation,andifthedatacollectedmeetsaccuracyrequirements.[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜原理 大家?guī)缀醵贾离娮璧母拍睢Ｋ侵冈陔娐分袑﹄娏髯璧K作用的大小。歐姆定律（式1）定義了電阻是電壓和電流的比值。
(1)歐姆定律的應用于只有一個電路元件—理想電阻。理想電阻有以下幾個特點：
? 在任何電流和電位水平下都要遵循歐姆定律。
? 電阻值大小與頻率無關
? 交流電的電流和電位信號通過電阻器的相位相同。
然而現(xiàn)實中的電路元件展現(xiàn)的特性要更加復雜。這些迫使我們摒棄簡單的電阻概念，轉而用更加常見的電路參數(shù)—阻抗來替代。與電阻相同的是，阻抗也是表示電流阻力大小的方法，不同的是，它不受上述所列特點的限制。電化學阻抗是通過在電路上施加交流電位，測量電流得到的。假設施加正弦波電位激發(fā)信號，對應此電位響應的是交流電流信號。此電流信號可用正弦方程的總和來分析（傅里葉級數(shù)）。電化學阻抗通常用很小的激發(fā)信號測得。因此，電極的響應是非線性的。在線性（或非線性）系統(tǒng)中，對應正弦波電位信號響應的電流在同樣頻率也是正弦波信號，除了相位有所移動（見圖一）。更多細節(jié)將會在以后內容中描述。[詳細]
2024-09-26 17:50
應用文章
電化學阻抗譜基礎 電化學工作站,電化學,恒電位儀,電化學阻抗譜基礎[詳細]
2024-09-11 17:41
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜簡要介紹 IntroductionElectrochemicalImpedanceSpectroscopy(EIS)isanelectrochemicaltechniquewithapplicationsincorrosion,biosensors,batterydevelopment,fuelcelldevelopment,paintcharacterization,sensordevelopment,andphysicalelectrochemistry.EIScanevenbeusedtotestthefreshnessoffish!(J.FoodScience,65,780(2000))ThereasonforthispopularityisthehighinformationcontentofEIS.EISprovidesamorethoroughunderstandingofanelectrochemicalsystemthananyotherelectrochemicaltechnique.WhyisEISsopowerful?BecausetheEISexperimentinvolvestheapplicationofasinusoidalelectrochemicalpertubation(potentialorcurrent)tothesamplethatcoversawiderangeoffrequencies.Thismulti-frequencyexcitationallows(1)themeasurementofseveralelectrochemicalreactionsthattakeplaceatdifferentratesand(2)themeasurementofthecapacitanceoftheelectrode.ForanexcellentintroductiontoEIS,seeourBasicsofEISApplicationNote.TheReferenceSectionattheendoftheEISApplicationNotecontainsadditionalmaterialthatwillbeusefultoyou.IfyouhaveanyquestionsonEIS,you'llfindthatyourfriendsatGamryareawealthofinformation.Calloursupportteamifyou'dlikediscussthetheoryortheapplicationsofEIS.[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜 **部分：基礎理論 什么是電化學阻抗譜？電化學阻抗譜是一個強大的分析工具，使用可自動化的多個參數(shù)模擬真實世界的電化學行為，提供一個測量和驗證體系。GamryZxin設計的應用參考指南，包含電化學阻抗譜的基礎知識，涉及概念，公式和數(shù)據(jù)演示，物理電化學原理及等效電路元件分析，您將了解到更多關于電阻、電容和擴散的核心概念，加深對于EIS的了解。[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜-等效電路元件 溶液電阻是影響電化學測試系統(tǒng)阻抗的顯著原因。帶有三電極的恒電位儀補償了對電極和參比電極之間的溶液電阻。然而，在測試時，參比電極與工作電極之間的溶液電阻也要考慮......[詳細]
2024-09-27 07:02
應用文章
低阻抗鋰離子電池的電化學阻抗譜測試 電化學阻抗譜（EIS）是獲取電化學系統(tǒng)信息的一種強有力的測試方法。它常常被應用在測試新型的能源轉換和存儲類電化學器件（ECS），包括電池，燃料電池和超級電容器。EIS可以被用到新設備發(fā)展的各個階段，一直從半電解池反應的機理和動力學初始評估到電池包的質量控制。
ECS器件在高功率應用（例如電動汽車）中使用量的增加引導我們發(fā)展更多具有較低阻抗的設備。不幸的是，現(xiàn)代ECS器件的阻抗常常太低了，以至于實驗室EIS系統(tǒng)無法輕易地或者準確地測量到。大多數(shù)商業(yè)EIS系統(tǒng)在阻抗低于0.1Ω時測試效果不好。
該技術報告采用GAMRY儀器在一個鋰離子二次電池上進行了一系列EIS測試，其中鋰離子電池在1kHz下的阻抗低于500 μΩ。文中列舉了一些特別技巧，可以用來提高這個困難測試的極ng確度和頻率范圍。
如果您剛開始接觸EIS，**先瀏覽了一下Gamry公司另一個技術報告：Basics of EIS。在那個報告里提到的關于EIS的信息將不在本文中贅述。[詳細]
2020-03-24 18:26
應用文章
電化學電容測試：第三部分—電化學阻抗譜 電化學電容測試：第三部分—電化學阻抗譜[詳細]
2015-05-25 00:00
其它
電化學電容測試：第三部分電化學阻抗譜 本章為應用指南的第三部分，主要闡述能量轉換裝置相關的電化學技術。本章主要討論的是電化學阻抗譜基礎（EIS）知識并且將通過在單電化學電容和堆棧上的測試介紹Gamry的電化學阻抗技術。簡介本系列指南的**部分將討論電容器理論基礎并且闡述集中用于研究電化學電容的幾種技術手段。第二部分主要解釋Gamry電化學能量PWR800軟件在能量轉換裝置循環(huán)測試上的使用。闡述了單電池和堆棧在循環(huán)過程中不同設置參數(shù)的影響。實驗本指南中描述的幾種電化學阻抗譜技術（EIS）可以在Gamry技術中完成。為此，測試在如下幾種電容進行：Nesscap公司的3F雙電層電容（EDLCs）（P/NESHSR0003C0002R7）和5F雙電層電容（EDLCs）（P/NESHSR0005C0002R7），Maxwell公司的650F雙電層電容（P/NBCAP0650P270）以及TaiyoYuden公司的1FPAS贗電容（P/NPAS0815LR2R3105）。PAS是一種沉積在電極上的導電半導體多并苯半導體首字母的縮寫。本指南中的數(shù)據(jù)均采用GamryEIS300和Reference3000進行記錄。所有繪圖都由Gamry電化學分析軟件EchemAnalyst生成和評價。電化學阻抗譜電化學阻抗譜是在研究電化學體系中一種被廣泛應用的技術。EIS的優(yōu)勢在于測試對研究體系無損。這使得進一步電化學測量和后期研究成為可能。電化學阻抗譜是一種測量電化學電容中等效串聯(lián)電阻Z常用的方法。其同樣可以用來建立模型描述未知的反應機理。采用這些模型也可以研究電容的非理想性……[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
測試電化學電容：第三部分—電化學阻抗譜 本章為應用指南的第三部分，主要闡述能量轉換裝置相關的電化學技術。本章主要討論的是電化學阻抗譜基礎（EIS）知識并且將通過在單電化學電容和堆棧上的測試介紹Gamry的電化學阻抗技術。
簡介
本系列指南的**部分將討論電容器理論基礎并且闡述集中用于研究電化學電容的幾種技術手段。
第二部分主要解釋Gamry電化學能量PWR800軟件在能量轉換裝置循環(huán)測試上的使用。闡述了單電池和堆棧在循環(huán)過程中不同設置參數(shù)的影響。[詳細]
2024-09-14 06:34
應用文章
電化學阻抗譜——常見等效電路模型 在以下部分中我們介紹一些常見等效電路模型。這些模型可以用來解釋簡單的EIS數(shù)據(jù)。許多模型已經(jīng)作為標準電路模型包含在Gamry EIS300電化學阻抗測試軟件包中。[詳細]
2020-03-25 09:50
應用文章
電化學阻抗譜的應用及其解析方法 電化學阻抗譜的應用及其解析方法[詳細]
2024-09-28 00:20
標準
電化學阻抗譜 第二部分：物理電化學與等效電路元件 什么是電化學阻抗譜？電化學阻抗譜是一個強大的分析工具，使用可自動化的多個參數(shù)模擬真實世界的電化學行為，提供一個測量和驗證體系。GamryZxin設計的應用參考指南，包含電化學阻抗譜的基礎知識，涉及概念，公式和數(shù)據(jù)演示，物理電化學原理及等效電路元件分析，您將了解到更多關于電阻、電容和擴散的核心概念，加深對于EIS的了解。[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電化學阻抗譜 第三部分：Gamry等效電路模型 什么是電化學阻抗譜？電化學阻抗譜是一個強大的分析工具，使用可自動化的多個參數(shù)模擬真實世界的電化學行為，提供一個測量和驗證體系。GamryZxin設計的應用參考指南，包含電化學阻抗譜的基礎知識，涉及概念，公式和數(shù)據(jù)演示，物理電化學原理及等效電路元件分析，您將了解到更多關于電阻、電容和擴散的核心概念，加深對于EIS的了解。[詳細]
2018-08-30 10:00
產(chǎn)品樣冊
電池電化學阻抗譜的四端子Kelvin型測量 電池電化學阻抗譜的四端子Kelvin型測量[詳細]
2015-05-25 00:00
應用文章
電池電化學阻抗譜的四端子Kelvin型測量 本應用指南討論了兩點法和四點法電池測試的不同。比較了為CR2032紐扣電池以及18650柱形電池提供的兩種典型電池Gamry測試裝置。兩種電池固定槽都可以與Kelvin傳感器直接接觸。
EIS測試在兩種型號鋰離子電池以及不同實驗裝置上進行。另外，導線短路測量顯示出Gamry 18650和CR2032電池固定槽的低電阻極限。[詳細]
2020-03-24 18:23
實驗操作
使用Gamry EIS300電化學阻抗譜軟件進行等效電路模擬 電化學阻抗譜（EIS）是分析復雜電化學系統(tǒng)的強有力工具。您可以瀏覽技術報告Basics of EIS，里面有對EIS的全面介紹。而那則技術報告中提及的大多數(shù)內容，本文將不再贅述。
本技術報告實際討論了EIS數(shù)據(jù)分析Z常見的方法，給大家甚至是初學者提供從EIS阻抗譜理解電解池中物理過程的基本方法。本文特意回避了與EIS數(shù)據(jù)分析相關的復雜數(shù)學計算。
EIS基礎知識使用EIS時，您在一個廣泛的交流頻率范圍內測試電解池的復阻抗。通常，系統(tǒng)的EIS阻抗譜由幾個電解池元件和電解池特征促成。一部分可能的元件包括：
? 電極雙電層電容
? 電極動力學
? 擴散層
? 溶液電阻
很遺憾，系統(tǒng)在任意給定頻率的阻抗通常依賴于多個電解池元件，這大大地增加了EIS阻抗譜的分析難度。分析EIS阻抗譜Z常用的方法是等效電路模擬，也就是將上述所提元件合并后對電解池進行建模。每個元件的行為用“經(jīng)典”電學元件（電阻，電容，電感）和一些專門的電化學元件（例如Warbug擴散元件）來描述。[詳細]
2020-03-25 09:37
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