交流阻抗譜總結(jié)
什么是交流阻抗,交流阻抗是給電化學系統(tǒng)施加一個頻率不同的小振幅的交流電勢波,測量交流電勢與電流信號的比值(此比值即為系統(tǒng)的阻抗)隨正弦波頻率ω的變化,或者是阻抗的相位角Φ隨ω的變化。(類似于輸入信號,得到輸出信號,利用電化學元器件R/C/L解碼。)
電化學阻抗譜(EIS)用足夠小的角頻率ω的振幅干擾穩(wěn)定電極體系,從被測電池得到角頻率ω的電壓信號,一系列頻響函數(shù)組成電化學阻抗譜。一般有以下幾張圖:
1.奈奎斯特(Nyquist plot)一般文章里面的阻抗圖
2.波特曲線(Bode plot)電化學測試所得,一條是阻抗的膜(|Z|)隨頻率的變化,另一條是相位角(Ф)隨頻率的變化。tanФ=Zim/Zre(虛部/實部)。
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電池反應界面過程:
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電極反應包括:
高頻區(qū)
1. 起點到圖形橫軸的第一個交點,是歐姆阻抗
2.第一個半圓是鈉離子通過SEI膜的阻抗
中頻區(qū)
3.第二個半圓是電荷轉(zhuǎn)移電阻
低頻區(qū)
4.離子擴散的擴散阻抗


模擬阻抗圖的時候,將bode圖和奈奎斯特圖放在一起擬合,bode圖中一個波峰就是電極反應的一個阻值。
阻抗影響因素:SOC,電池溫度,SOH,
EIS其他應用:計算擴散系數(shù)(其中C是鋰/鈉離子濃度):

REFERENCE:
電化學阻抗譜圖導論[B]
電化學測試方法[B]
鋰離子電池電化學阻抗譜研究綜述;
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