!电化学阻抗谱的应用及其解析方法

电化学阻抗谱电化学阻抗谱（ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，简称EIS）是一种电化学数据分析技术，它可以帮助我们了解电极-电解质体系中的电荷传输特性。

EIS测量惯性电阻，电容，极化及电表面等特性具有无可比拟的优势。

本文将从EIS的历史发展，原理及其操作过程出发，介绍它的基本原理，并针对其具有的优点及应用，探讨它在电极-电解质体系中的运用。

EIS的历史及发展电化学阻抗谱最早出现于1930年，由德国科学家乔治罗森施特（George Rosenstiel）提出。

1962年，美国科学家华莱士琼斯（ Wallace Jones）采用模拟和数字技术，将电化学阻抗技术发展到了新的高度，从而成为可用于电极-电解质体系研究的主要分析手段。

1970年代，由日本学者维们（Von）将模拟信号转换为数字信号，使这一技术发展到了高度可控的程度，此后，电化学阻抗谱技术开始受到越来越多的关注。

EIS的基本原理在EIS实验中，通过应用外源交流信号来对研究对象进行测量，测量的结果可以分为阻抗值和相位角。

阻抗值的大小取决于电极-电解质体系内电子的迁移率，而相位角取决于系统内的容抗和电容量，从而可以用来反映电极-电解质体系中各种物理、化学及电化学过程的运行状态。

阻抗图中，可以看到阻抗值随频率变化的情况，可以进一步了解电极-电解质体系的电荷传递特性。

EIS的操作过程在进行EIS实验时，首先要选择一种合适的参考电极，活极和参比电极，并将它们放在要测量的电极-电解质体系里，然后以特定的频率依次输出设定的外源信号，对电极-电解质体系进行测试，从而获得实验结果。

EIS实验使用的设备包括OCP电源、泵浦、放大仪、阻抗分析仪以及活极和参比电极等。

EIS的优点及应用EIS能够更全面准确的表征电极-电解质体系的特性，它的最大优点是它可以在短时间内进行大量测量，它可以更好的解决电极-电解质体系中的时变问题，它也可以有效准确地描述电极-电解质体系中微观特性，从而为电极-电解质体系的改进提供宝贵的科学数据支持。

eis电化学阻抗谱作用
EIS电化学阻抗谱是一种研究电化学系统特性的重要工具，其作用主要体现在以下几个方面：
1.表征电化学系统的特性：EIS可以通过测量电化学系统在不同频率下的阻抗，
得到电化学反应的相关信息，包括电极表面的反应速率、电荷转移的阻力、电荷传输机制、电极表面的特性以及电化学反应的动力学参数等。

2.研究电化学反应机理：EIS可以提供电化学反应的相关动力学参数，帮助研
究电化学反应机理和过程。

例如，可以通过EIS测量电化学界面的电容和电感等参数，来确定电化学反应的电极表面特性和电荷传输机制。

3.检测材料性能和腐蚀行为：EIS可以应用于材料性能评估和腐蚀行为研究。

例如，可以通过EIS测量材料表面的阻抗谱来评估材料的腐蚀性能，或者评估材料的电化学特性。

4.分析生物电化学反应：EIS可以应用于分析生物电化学反应，例如生物传感
器中的电化学信号转换、生物体内电化学反应的研究等。

5.制备和优化电化学材料：EIS可以应用于制备和优化电化学材料，例如通过
测量电极材料的阻抗谱来优化电极的表面形貌和电化学性能。

总的来说，EIS电化学阻抗谱是一种重要的测试技术，在材料科学、生物医学、环境科学等领域有着广泛的应用。

动力电池电化学阻抗谱—原理、获取方法及应用
动力电池电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS）是一种非侵入性电化学诊断技术，用于研究电池系统中的电化学反应和界面特性。

其原理基于物质传输和电荷传递过程引起的电压和电流响应之间的关系。

EIS实验通常通过施加一个小幅交流电信号，然后测量系统中产生的电压和电流响应。

根据交流电信号的频率变化和响应的相位和振幅变化，可以计算电池系统中的复阻抗，即找到系统的阻抗谱。

获取电池的阻抗谱可以使用频率扫描方法或电位扫描方法。

频率扫描方法是通过在一定频率范围内施加交流电信号，并测量响应的电压和电流来获取阻抗谱。

电位扫描方法是通过在一定电位范围内施加交流电信号，并测量响应的电压和电流来获取阻抗谱。

动力电池电化学阻抗谱的应用主要包括电池性能评估、电池寿命预测和电池健康状态监测等。

通过分析阻抗谱，可以得到电池内部的反应动力学特性、电解液和电极之间的传输性质、界面的特征和电池系统的状态等信息。

这些信息有助于理解和优化电池材料和结构，提高电池的性能和寿命。

30
物理参数和等效电路元件
物理参数
A.溶液电阻 （Rs） 参比电极和工作电极之间电解质之间阻抗
B.双电层电容 （Cdl）
工作电极与电解质之间电容 当电位远离开路电位时时，导致电极
C.极化阻抗 （Rp）
表面电流产生，电流受到反应动力学 和反应物扩散的控制。
D.电荷转移电阻 （Rct）
电化学反应动力学控制
L
i

1 L

Edt

1 L
(Em
sin t)dt
Em cos t L
令XL L
i E m sin ( t )
XL
2
Z L jX L j L
i E m sin ( t )
L
2
Nyquist 图和Bode图上的图形是？
16
4. 电组R和电容C串联的RC电路
阻抗和导纳统称为阻纳（immittance）, 用G表示。阻抗和 导纳互为倒数关系，Z=1/Y。
6
阻纳G是一个随变化的矢量，通常用角频率（或一般 频率f，=2f）的复变函数来表示，即：
G ( ) G '( )jG ''( )
其中： j 1 G'—阻纳的实部， G''—阻纳的虚部
径为R/2的圆的方程
18
Nyquist 图上为半径为R/2的半圆。
19
11.3 电荷传递过程控制的EIS
如果电极过程由电荷传递过程（电化学反应步骤）控 制，扩散过程引起的阻抗可以忽略，则电化学系统的 等效电路可简化为：
Cd R
Rct
等效电路的阻抗： Z

R

1
jCd

1. lg Z − lg 图
Z = Z 2 + Z 2
Z=
RL2
+
1 2Cd2
=
1 + (RLCd )2 Cd
lg
Z
=
1 2
lg
1
+
(
RLCd
)
2
−
lg
−
lg
Cd
讨论：（1）高频区 lim →
1 2
lg
1
+
(RLCd
)2
=
lg
RLCd
则
lg Z = lg Cd
与频率无关
lg Z 是一条平行于横轴 lg 的水平线。
电解池等效电路分析
电解池等效电路的简化
1.实际测量体系中可忽略不计CAB、RA、RB
Cd
C’d
A
RfБайду номын сангаас
Rl
R‘f
B
电解池等效电路分析
2. 为突出研究电极界面阻抗，可采取措施以 略去辅助电极界面阻抗，即“辅”采用大 面积铂电极→大面积。相当于“辅”为短路
，所测得的实际等效电路阻抗只反映“研 ”界面阻抗与Rl ：
Z
Rp
= arctan RpCd
1+ (RpCd )2
溶液电阻可以忽略时电化学极化的电化学阻抗谱
Z
=
1
+
Rp2Cd ( RpCd
)2
tan
=
Z Z
=
RpCd
RpCd
=
Z Z
将此式代入 Z 中有:
Z
=
1
+
Rp (Z
)
2
=

• 总的说来，电化学阻抗谱的线性条件只 能被近似地满足。我们把近似地符合线 性条件时扰动信号振幅的取值范围叫做 线性范围。每个电极过程的线性范围是 不同的，它与电极过程的控制参量有关。 如：对于一个简单的只有电荷转移过程 的电极反应而言，其线性范围的大小与 电极反应的塔菲尔常数有关，塔菲尔常 数越大，其线性范围越宽。
按规则（１）将这一等效电路表示为： R CE-1 按规则（２）， CE-1 可以表示为（ Q CE-2 ）。因 此整个电路可进一步表示为： R(Q CE-2) 将复合元件CE-2表示成(Q(W CE-3))。整个等效电 路就表示成： R(Q(W CE-3)) 剩下的就是将简单的复合元件 CE-3 表示出来。应 表示为（ RC ）。于是电路可以用如下的 CDC 表示： R(Q(W(RC)))
G( ) = G’( ) + j G”( )
阻抗或导纳的复平面图
• 复合元件(RC)频响特征的阻抗复平面图
导纳平面图
Байду номын сангаас
阻抗波特（Bode）图
复合元件(RC)阻抗波特图
两个时间常数等效电路A
两个时间常数等效电路B
阻抗的复平面图
阻抗波特（Bode）图
电化学阻抗谱的基本条件
• 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，因果性条件要求电极系统只对 该电位信号进行响应。 • 线性条件。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 作线性近似处理。 • 稳定性条件。对电极系统的扰动停止后，电极 系统能回复到原先的状态，往往与电极系统的 内部结构亦即电极过程的动力学特征有关。
从阻纳数据求等效电路的数据处理方法
电路描述码 我们对电学元件、等效元件，已经用符号 RC、RL或RQ表示了R与C、L或Q串联组 成的复合元件，用符号 (RC) 、(RL) 或 (RQ)表示了R与C、L或Q并联组成的复合 元件。现在将这种表示方法推广成为描述 整个复杂等效电路的方法， 即形成电路 描述码 (Circuit Description Code, 简写为 CDC)。规则如下：

光催化剂的电化学阻抗谱(EIS)一、引言光催化剂是一种利用光能将化学反应转化为可见光下的催化剂，被广泛应用于环境净化、能源转化等领域。

电化学阻抗谱(EI S)是一种常用的表征光催化剂催化性能的方法，通过测量电化学特性来研究光催化剂的光电化学反应过程。

本文将介绍光催化剂的电化学阻抗谱的基本原理、实验操作步骤以及数据分析方法。

二、原理光催化剂的电化学阻抗谱是在稳态光照条件下，将光催化剂电极与参比电极连接，通过外加电压或电流进行周期性变化，并测量电极界面的阻抗随频率的变化。

根据频率响应可以分析出光催化剂的动力学特性和界面传递过程。

常用的描述电化学阻抗谱的参数有交流阻抗模、交流阻抗角、电容等。

光催化剂的电化学阻抗谱实验主要分为两种类型：单频率扫描和频率扫描。

单频率扫描法通过固定频率扫描测量阻抗，适合于表征催化剂的动力学特性；频率扫描法则通过一定频率范围内的扫描，可以了解催化剂的界面传递过程。

三、实验步骤1.准备光催化剂电极：将已经洗净的玻璃电极浸泡在光催化剂溶液中，保证其充分吸附。

2.连接电极：将光催化剂电极、参比电极和工作电极按照电路图连接。

3.设置测量参数：根据实验要求设置扫描范围、初始电位、扫描速度等参数。

4.进行扫描：启动仪器，开始进行电化学阻抗谱的测量。

5.数据记录：记录电化学阻抗谱的实验数据，并存储在计算机中供后续分析使用。

6.数据分析：根据测量结果，应用电化学阻抗谱的分析方法进行数据处理，并获取所需的参数。

四、数据分析方法根据光催化剂的电化学阻抗谱实验数据，可以采用以下方法对光催化剂的性能进行分析：1.交流阻抗模：根据测量的电阻和电容值计算得到，用于描述光催化剂的电化学特性和催化活性。

2.交流阻抗角：通过计算交流阻抗模的正切值得到，用于反映光催化剂的界面传递过程。

3.电容：根据交流阻抗谱中的电容值，可以了解光催化剂表面化学吸附的情况。

4.频率响应：根据频率扫描时的阻抗变化情况，可以了解光催化剂的动力学特性和界面传递过程。

第6章 电化学阻抗谱 Electrochemical
Impedance Spectroscopy
引言
• 定义
以小振幅的正弦波电势（或电流）为扰动信 号，使电极系统产生近似线性关系的响应， 测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以 此来研究电极系统的方法就是电化学阻抗法 (AC Impedance），现称为电化学阻抗谱。
主要内容与学习要求
• 6.1 有关复数和电工学知识 • 6.2 电解池的等效电路 • 6.3 理想极化电极的EIS • 6.4 溶液电阻可以忽略时电化学极化的EIS • 6.5 溶液电阻不能忽略的电化学极化电极的EIS • 6.6 电化学极化和浓差极化同时存在的电极的EIS • 6.7 阻抗谱中的半圆旋转现象 • 6.8 阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路 • 6.9 电化学阻抗谱的应用
6.1 有关复数和电工学知识－电工学
V I t
Z () 1 j 1 jC C
6.1 有关复数和电工学知识－电工学
2 复阻抗的概念
复阻抗Z是电路元件对电流的阻碍作用和移相作用的反映。
（1）复阻抗的串联
Z
ZR
ZL
ZC
RL
jL
j
1
C
R j(L 1 ) C
（2）复阻抗的并联
1 1 1 1 1 1 1 1 j( 1 C) Z ZR ZL ZC R jL j 1 R L
引言
• 稳定性条件
稳定
不稳定
可逆反应容易满足稳定性条件。
不可逆电极过程，只要电极表面的变化不是很快，当 扰动幅度小，作用时间短，扰动停止后，系统也能够 恢复到离原先状态不远的状态。
电化学阻抗谱导论－曹楚南
导言 第1章 阻纳导论
第2章 电化学阻抗谱与等效电路

10
11.2.3 EIS的特点
1. 由于采用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法是一种“准稳态方法 ”。
2. 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，使得测量结果的数学处理简化。
23
11.4 电荷传递和扩散过程混合控制的EIS
平板电极上的反应： 电极过程由电荷传递过程和扩散过程共同控制，电化学极化和浓差 极化同时存在时，则电化学系统的等效电路可简单表示为：
Cd R
Warburg阻抗
ZW
Rct
ZW
Warburg系数
24
电路的阻抗： 实部：
虚部： （1）低频极限。当足够低时，实部和虚部简化为：
奈奎斯特图（复平面图）
Nyquist plot
波特图
Bode plot
log|Z| / deg
高频区
低频区
8
11.2.2 EIS测量的前提条件
1. 因果性条件（causality）:输出的响应信号只是由输入的扰动 信号引起的的。
2. 线性条件（linearity）: 输出的响应信号与输入的扰动信号之
Q 常相角元件
36
等效电路
（A）一个时间常数
判断电容。阻 抗等结构元件
Rct 或Rp
Cdl
Rs
Nyquist图
相位图
大致表征几个
时间常数
37
（B）两个时间常数
电荷转移阻抗
双电层电容
界面阻抗
界面 电容
两个时间常数
38
Zw

• ，ZReR • 0，ZReR+Rct
P
R Rct / 2

R

Rct 2
1 2Cd2 Rc2t 2
Cd

1
Rct
22
注意：
在固体电极的EIS测量中发现，曲线总是或多或少的 偏离半圆轨迹，而表现为一段圆弧，被称为容抗弧， 这种现象被称为“弥散效应”，原因一般认为同电极 表面的不均匀性、电极表面的吸附层及溶液导电性差 有关，它反映了电极双电层偏离理想电容的性质。
Y=G()X
5
Y/X=G()
如果X为角频率为的正弦波电流信号，则Y即为角频率也 为的正弦电势信号，此时，传输函数G()也是频率的函 数，称为频响函数，这个频响函数就称之为系统Ｍ的阻抗 （impedance)， 用Z表示。
如果X为角频率为的正弦波电势信号，则Y即为角频率也 为的正弦电流信号，此时，频响函数G()就称之为系统 Ｍ的导纳（admittance)， 用Y表示。
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Nyquist 图上为半径为R/2的半圆。
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11.3 电荷传递过程控制的EIS
如果电极过程由电荷传递过程（电化学反应步骤）控 制，扩散过程引起的阻抗可以忽略，则电化学系统的 等效电路可简化为：
Cd R
Rct
Z
等效电路的阻抗：
R

1
jCd
1 Rct
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Z=
j
实部： 虚部：
Z ZRe jZ Im
3. EIS是一种频率域测量方法，可测定的频率范围很宽， 因而比常规电化学方法得到更多的动力学信息和电极 界面结构信息。
11
正弦波的基本性质
• 正弦波交流电电压随时间作正弦波变化的表示式：

eis电化学阻抗谱高频区电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)是一种非常强大的电化学技术，用于研究电极与电解质界面的电化学特性。

EIS通过测量电化学系统的频率响应，可以提供关于电极界面中传质、电荷转移和电化学反应过程的详细信息。

本文将对EIS的原理、测量方法、数据分析和应用进行详细介绍。

1. 电化学阻抗谱原理在电化学系统中，电极与电解质界面会形成一个电荷分布层，这称为电极双层。

电极双层起到了电化学反应的催化剂和限制因素的作用。

通过在这个界面施加外加电势，并测量响应电流的频率依赖性，我们可以获得电化学阻抗谱。

EIS测量的核心是将电化学系统暴露在一系列正弦交流电位信号下，测量相应的交流电流。

在不同的频率下，电荷的传输方式和速率会改变，从而导致电流响应发生变化。

通过测量交流电流和电位的相位差，我们可以得到电极界面的阻抗大小和相位，进而理解电化学反应的动力学和传输特性。

2. 电化学阻抗测量方法EIS测量通常在三电极系统中进行，其中包括一个工作电极、参比电极和对电极。

工作电极是我们感兴趣的电极，参比电极提供一个稳定的电位作为参考，对电极用于平衡电解质中的氧气和电子流。

在测量中，施加一个频率可调的正弦交流电位在工作电极和参比电极之间，然后测量响应的电流。

为了准确测量电流响应，还需要确保输入电信号的精确性和稳定性。

常见的测量方法包括交流电压法和直流电压法。

在交流电压法中，输入正弦信号的幅值通常很小，以保证系统处于线性响应区域。

而在直流电压法中，通过施加外加电压并测量电流响应的变化来研究电极界面的非线性行为。

3. 电化学阻抗谱数据分析电化学阻抗谱通常用Nyquist图和Bode图表示。

Nyquist图以实数和虚数部分绘制电极阻抗的矢量，由电化学系统的阻抗和电容分量组成。

线性等效电路模型通常使用电极阻抗（R)和电极电容（C)来描述电化学反应。

由于Nyquist图是一个等效电路模型的投影，因此我们可以从图中估计电极系统的R和C 值。

电化学阻抗谱导论电化学阻抗谱是电化学领域中一种重要的分析技术。

它可以通过测量电化学系统的交流电压和电流响应，获得材料、电极和电解质的电化学特性信息。

该技术已经广泛应用于电化学能源、电化学传感器、腐蚀和材料科学等领域。

本文将从以下几个方面介绍电化学阻抗谱的相关知识。

一、电化学阻抗谱的基本原理电化学阻抗谱是基于交流信号的电化学分析技术。

在电化学系统中，当施加一个正弦电位波形时，系统会产生一个正弦电流响应。

这种响应与电极表面的电化学反应和电解质中离子迁移有关。

通过将电位和电流信号随时间变化的数据转换为复数形式，可以得到电化学阻抗谱。

阻抗谱通常由复阻抗 Z 表示，其中实部表示电化学系统的电阻，虚部表示电化学系统的电容或电感。

二、电化学阻抗谱的测量和分析方法电化学阻抗谱的测量需要使用阻抗谱仪。

阻抗谱仪可以提供精确的正弦电位波形和测量电流的能力，以获得准确的阻抗谱。

在测量之前，需要准备好适当的电极和电解质，并将它们组装成电化学系统。

在测量过程中，可以通过改变施加的电位频率来获得不同频率下的阻抗谱。

通过对阻抗谱进行分析，可以得到电化学系统的电化学特性信息，如电阻、电容、电感、电化学反应速率等。

三、电化学阻抗谱在电化学能源领域中的应用电化学阻抗谱在电化学能源领域中有着广泛的应用。

例如，在锂离子电池中，阻抗谱可以用于研究电极和电解质的电化学特性，以改善电池性能。

在燃料电池中，阻抗谱可以用于评估燃料电池的稳定性和性能。

在太阳能电池中，阻抗谱可以用于研究电极和电解质的界面特性，以提高太阳能电池的效率。

四、电化学阻抗谱在腐蚀领域中的应用电化学阻抗谱在腐蚀领域中也有着广泛的应用。

通过测量腐蚀系统的阻抗谱，可以获得腐蚀速率、电化学反应机理、腐蚀产物的形成等信息。

这些信息可以帮助我们了解腐蚀过程的发生和控制腐蚀速率。

五、电化学阻抗谱在材料科学领域中的应用电化学阻抗谱在材料科学领域中也有着广泛的应用。

通过测量材料的阻抗谱，可以获得材料的电化学特性信息，如电化学反应速率、电极材料的稳定性、电化学界面的特性等。

电化学阻抗谱电化学阻抗谱是运用电化学原理的一种分析方式，它可以测量电解液和金属电极表面之间的性能及其变化。

它具有即时性、简便性、准确性等优点，因此在工业和研究领域中都有着广泛的应用。

电化学阻抗谱研究是一种复杂而全面的研究。

要完成这项研究，首先需要确定电极和电解质，然后在固定条件下操作系统，包括电极形状、电极面积、温度、电解液比例以及刺激信号。

在研究过程中，可以通过测量电极和电解液之间的电位、作用电流和抗拒电容器的变化，来研究电极/电解液界面的各种电化学反应，进而推断出电极/电解液界面的性质和动力学行为。

在研究电极/电解液界面反应过程中，需要利用阻抗谱分析技术来推断界面电化学行为。

通过改变外界电场施加的频率，探测的电极/电解质界面电压、作用电流和抗拒电容器的变化，来确定电极/电解液界面的行为。

借助阻抗电路对各个参数的简化处理，可以构建一个准确的“阻抗模型”，并利用标准的电化学设备分析它们。

此外，电化学阻抗谱还可以用于提取环境参数，如电极表面状态、电解液参数以及环境温度、电解液浓度等。

从而，可以更明确地了解电极和电解液之间的相互作用及其关系。

电化学阻抗谱技术在多个领域有着广泛的应用，如腐蚀研究、电池研究等。

例如，它可以用来测量电池正负极界面变化，分析电池的充放电过程，以及电极和液体的相互作用状态等。

此外，腐蚀方面，它可以用来分析腐蚀时的电极电位、作用电流和抗拒电容器等，进而研究腐蚀速率，对腐蚀原因进行分析，以及评估腐蚀抑制剂的有效性等。

因此，电化学阻抗谱研究可以用于详细测量和分析电极与电解质界面的性质和变化，从而为许多应用提供可靠的研究数据。

电化学阻抗谱技术综合性强，灵活性高，可为科学研究和实际应用提供有价值的结果。

动力电池电化学阻抗谱：原理、获取及应用一、原理电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy，简称EIS）是一种用于研究电池电化学特性的重要工具。

它通过在电池上施加正弦波电压或电流，并测量相应的响应，从而得到电池的阻抗谱。

电池的阻抗谱可以提供关于电池内部反应过程、离子传输性质、电极材料性质等方面的信息。

通过分析阻抗谱，可以深入了解电池的电化学性能，如容量、内阻、自放电等。

二、获取获取动力电池的电化学阻抗谱需要使用专门的电化学工作站。

工作站通常包括电化学测量仪器、恒电位仪和恒电流仪等设备。

在测量时，需要将电池连接到工作站的电极上，并根据预设的测量参数进行测量。

常见的测量参数包括频率范围、激励电压或电流、扫描速度等。

通过调整这些参数，可以获取不同条件下的阻抗谱。

同时，还可以通过对比不同类型电池的阻抗谱，评估它们的电化学性能。

三、应用EIS在电池研究中应用广泛，例如锂离子电池的阻抗谱大致包含四部分：高频区的半圆部分、中频区的倾斜直线部分、低频区的倾斜直线部分以及高频区的另一个半圆部分。

不同部分的阻抗谱对应着不同的电化学过程，如电荷转移、离子传输和电极反应等。

通过分析锂离子电池的阻抗谱，可以得到以下方面的信息：1.电极/电解质界面电荷转移电阻（Rct）：该电阻与锂离子在电极表面的吸附和反应有关。

它可以通过高频区的半圆部分进行估算。

2.锂离子在电极和电解质中的传输电阻（Rl）：该电阻与锂离子的传输过程有关。

它可以通过中频区的倾斜直线部分进行估算。

3.电极材料的内阻（Ri）：该电阻与电极材料的电子传导有关。

它可以通过低频区的倾斜直线部分进行估算。

以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电 极系统，速度快的子过程出现在高频区,速度慢的子 过程出现在低频区,可判断出含几个子过程，讨论动 力学特征。
Seminar I
EIS测量的前提条件
因果性条件: 测定的响应信号是由输入的扰动信号引起的； 线性条件: 对体系的扰动与体系的响应成线性关系； 稳定性条件: 电极体系在测量过程中是稳定的,当扰动停止后， 体系将回复到原先的状态； 有限性条件： 在整个频率范围内所测定的阻抗或导纳值是有限的.
曹楚南，张鉴清,电化学阻抗谱导论,科学出版社，2002
Seminar I
复合元件的CDC示例
按规则(1)将这一等效电路表示为: R CE-1 按规则(２),CE-1可以表示为 (Q CE-2). 因此整个电路可进一步表示为： R(Q CE-2) 将复合元件CE-2表示成: (Q(W CE-3)) 整个等效电路就表示成： R(Q(W CE-3)) 将简单的复合元件CE-3表示出来。应 表示为(RC),于是电路可以用如下的
高频端的近似: 低频端的近似:
Z = R + s
Z= 1
Q2+鉴清,电化学阻抗谱,讲义，2005
Seminar I
含锌Ni(OH)2碱性电池的EIS谱图
0%的DOD(放电深度)时不同Zn含量的Zn-Ni(OH)2碱性充电电池的EIS谱图 H.Chen,JQ Zhang, J Solid State Electrochem,2005 9:421-428
Seminar I
Ni电极的等效电路图
等效电路图
物理意义： Rs:从参比电极到工作电极的溶液电阻 CPE:与双电层电容关联的常相位角元件 Rt:电极的电荷转移电阻 Wo:固相扩散的沃伯格阻抗