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交流阻抗分析仪的应用范围广,不仅限于电池领域,还可以应用于燃料电池、电镀和腐蚀防护等领域。福建eis交流阻抗分析仪有哪些
电化学阻抗谱(EIS)和电化学阻抗图(EIS奈奎斯特图)是两种不同的表示方式,但它们都是用来描述电化学阻抗特性的。电化学阻抗谱是一种通过测量阻抗随正弦波频率的变化来分析电极过程动力学、双电层和扩散等的方法。它可以将电化学系统视为一个等效电路,由电阻、电容和电感等基本元件组成,通过EIS可以测定等效电路的构成以及各元件的大小,进一步分析电化学系统的结构和电极过程的性质等。而电化学阻抗图则是将测量的阻抗数据以实部和虚部的方式表示在复平面上,形成一个奈奎斯特图。这个图可以用来描述电极系统的动力学行为和反应机制,可以直观地观察到系统的频率响应特性。总的来说,电化学阻抗谱是一种更广的概念,包括了实部和虚部的阻抗分析,而电化学阻抗图则是一种更具体的表示方式,更侧重于复平面上阻抗特性的可视化。广东eis交流阻抗分析仪产品介绍凭借先进信号处理技术,EIS交流阻抗分析仪确保测量结果的准确性与可靠性。
电化学阻抗谱ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy,EIS),早期的电化学文献称为交流阻抗(A.C.Impedance)。阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用来研究电极过程后,已成为电化学研究中的一种不可或缺的实验方法。对电解池体系施加正弦电压(或电流)微扰信号,使研究电极的电位(或电流)按小幅度(△p|《10mV正弦波规律变化,同时测量交流微扰信号引起的极化电流(或极化电位)的变化,通过比较测定的电位(或电流)的振幅、相位与微扰信号之间的差异求出电极的交流阻抗,进而获得与电极过程相关的电化学参数。
EIS交流阻抗分析仪在电池行业有广泛的应用,主要表现在以下几个方面:电池性能评估:EIS可以用于分析电池的阻抗、电容和扩散等性能,从而评估电池的性能。通过测试电池在不同频率下的阻抗谱,可以了解电池的内阻、极化电阻、电感等参数,从而评估电池的容量、能量密度、充放电性能等。电池老化检测:EIS可以用于检测电池的老化程度。随着电池的老化,电池的阻抗会发生变化,通过EIS测试不同老化阶段的电池阻抗谱,可以了解电池的老化程度和老化速率。电池一致性检测:EIS可以用于检测电池的一致性。不同电池的阻抗谱会有一定的差异,通过EIS测试可以了解不同电池的一致性水平,从而筛选出性能相近的电池进行配组。故障诊断:EIS可以用于诊断电池的故障。例如,电池的内部短路、外部连接松动等问题会导致阻抗发生变化,通过EIS测试可以发现这些问题,从而及时进行维修和更换。寿命预测:EIS可以用于预测电池的寿命。通过测试不同使用阶段的电池阻抗谱,可以了解电池的性能衰减趋势,从而预测电池的使用寿命。EIS交流阻抗分析仪具有高精度、宽频率范围、多频点测量等优势,为科研人员提供强有力的支持。
电化学阻抗谱(EIS)被用于储能电池性能参量的检测与健康状态评估中。目前EIS 检测需要依赖电化学工作站,通过分析扫频激励信号及其响应信号的幅值相位关系获得,检测时间成本较高,且测试回路的阻抗特性限制了其现场的应用。该文提出了一种以多频叠加电流信号作为激励,通过测量电池响应电压信号重构EIS 的快速检测方法,设计了一种适用于储能电池的快速EIS 检测系统。采用该系统和电化学工作站分别对锂离子电池的EIS 进行检测并对比,结果表明该文研究的测试系统不但测试误差小且具有良好的重复性,大幅提高了检测效率。获得0.02 Hz~1 kHz 频率内电池EIS 的检测时间为120 s,相较于电化学工作站测量时间缩短90%。相比于电压激励方法,该文提出的测试系统具有较大的输入阻抗,有利于实现电池EIS 的原位检测,加之硬件结构简单、检测效率高等优点,具有较好的现场应用前景。EIS交流阻抗分析仪是研究电化学反应过程的重要工具,尤其在锂离子电池领域具有广泛的应用前景。安徽eis交流阻抗分析仪排行榜
通过EIS交流阻抗分析仪,科研人员可以深入了解电池的电化学反应机制,为优化电池性能提供有力支持。福建eis交流阻抗分析仪有哪些
国内生产商在自主研发EIS阻抗谱设备的过程中,通过不断的技术积累和创新,能够逐步提高设备的性能和测量精度。这种自主研发的优势有助于缩小与进口设备的差距,甚至在某些方面实现超越。针对不同领域和特定需求,国产EIS阻抗谱设备能够进行定制化设计。生产商可以根据客户的具体要求对设备进行优化,以满足特定实验和应用的需求。这种定制化设计的能力增强了设备的适用性和竞争力。国内生产商能够更加迅速地了解和响应市场需求,对设备的改进和升级做出及时的调整。这种快速响应的优势有助于保持设备的竞争力,满足用户不断变化的需求。福建eis交流阻抗分析仪有哪些