电化学工作站原理与应用简介.ppt

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1、LOGOLOGO电化化学学工作站的原理工作站的原理与与应用用Contents1.电化化学学工作站的基本工作站的基本概概述述2.电化化学学测试方法方法3.电化化学学工作站的原理工作站的原理4.电化化学学工作站的具体工作站的具体应用用Your site hereCompany Logov1.电化学工作站的基本概述电化学工作站的基本概述 v 电化学工作站在电池检测中占有重要地位，电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试既可以做三种基本功能的常规试 验，也可以做基于

2、这三种基本功能的程式化试验。验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。分析。Your site hereCompany LogoYour site hereCompany LogoYour site hereCompany Logov1.提供交流阻抗及多种常规电化学测试，交流阻抗谱宽在同类产品中提供交流阻抗及多种常规电化学测试，交流阻抗谱

3、宽在同类产品中独一无二。独一无二。2.先进的非线性阻抗拟合技术，可最有效的表征测试体系；独家提供先进的非线性阻抗拟合技术，可最有效的表征测试体系；独家提供BV方程拟合工具，通过稳态极化曲线可精确测定体系的基本反应参方程拟合工具，通过稳态极化曲线可精确测定体系的基本反应参数。数。3.具有高输入阻抗，大电流，可支持至具有高输入阻抗，大电流，可支持至100A电流电流 4.电化学噪音，多池多通道，序列测量等多个功能电化学噪音，多池多通道，序列测量等多个功能 5.特别设计的微分电容测试技术，完全消除了测试曲线的扭曲、毛刺特别设计的微分电容测试技术，完全消除了测试曲线的扭曲、毛刺现象现象 6.信噪比为同类

4、产品最好，测试数据精确度位于前茅，重现性优良信噪比为同类产品最好，测试数据精确度位于前茅，重现性优良 7.针对大电流测试，推荐遮断电流法技术，有效的保持高频区阻抗测针对大电流测试，推荐遮断电流法技术，有效的保持高频区阻抗测试精度；特别设计的松弛伏安法（试精度；特别设计的松弛伏安法（RV）使得涂层低频区测试速度提）使得涂层低频区测试速度提高百倍高百倍 8.最新推出光电效应测试系统，可精确检测光最新推出光电效应测试系统，可精确检测光-电流、光电流、光-电压在不同电压在不同条件下的变化，测试光电流效率、激发电子寿命及扩散系数等条件下的变化，测试光电流效率、激发电子寿命及扩散系数等Your site

5、hereCompany Logo电化学工作站的装置图电化学工作站3211为工作电极 2为参比电极 3为对电极3 2 1Your site hereCompany Logo电化学工作站的装置图电化学工作站的装置图Your site hereCompany Logov1.2 三电极体系三电极体系v 研究电极上电子的运动是电化学反应的基础，研究电极上电子的运动是电化学反应的基础，为了分别对电池或电解池的阴极，阳极发生的反为了分别对电池或电解池的阴极，阳极发生的反应进行观察需用到三电极体系。应进行观察需用到三电极体系。Your site hereCompany Logov加入的电极叫做参比电极，它的作

6、用是为了测量加入的电极叫做参比电极，它的作用是为了测量进行这些反应的电极电位的一个基准电极。进行这些反应的电极电位的一个基准电极。v被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相对的被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相对的电极叫做辅助电极。电极叫做辅助电极。v在三电极法中为了能够在测定研究电极和参比电在三电极法中为了能够在测定研究电极和参比电极之间电压同时，极之间电压同时，又能任意调节研究电极的电位又能任意调节研究电极的电位，最理想的设备为具有自动调节功能的恒电位仪。最理想的设备为具有自动调节功能的恒电位仪。Your site hereCompany Logov1.3 恒电位仪的基本概念恒电位仪的基

7、本概念v 恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器，其性恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器，其性能的优良直接影响电化学测试结果的准确度。由能的优良直接影响电化学测试结果的准确度。由它控制电极电位为指定值，以达到恒电位极化的它控制电极电位为指定值，以达到恒电位极化的目的。目的。若给以指令信号，则可使电极电位自动跟若给以指令信号，则可使电极电位自动跟踪指令信号而变化。踪指令信号而变化。Your site hereCompany Logov2.电化学测试简述电化学测试简述v 电化学测定方法是将电化学测定方法是将化学物质的变化归结为电化学物质的变化归结为电化学反应化学反应，也就是以体系中的电位、电流或者电，

8、也就是以体系中的电位、电流或者电量作为体系中发生化学反应的量度进行测定的方量作为体系中发生化学反应的量度进行测定的方法。包括电流法。包括电流-电位曲线的测定；电极化学反应的电位曲线的测定；电极化学反应的电位分析，电极化学反应的电量分析；对被测对电位分析，电极化学反应的电量分析；对被测对象进行微量测定的极谱分析；交流阻抗测试等。象进行微量测定的极谱分析；交流阻抗测试等。Your site hereCompany Logov常用的电化学测试方法技术为：常用的电化学测试方法技术为：v电流分析法电流分析法(也称为计时安培法也称为计时安培法)、差分脉冲安培、差分脉冲安培法法(DPA)、差分脉冲伏安法、差

9、分脉冲伏安法(DPV)、循环伏安、循环伏安法法(CV)、线性扫描伏安法、线性扫描伏安法(LSV)、常规脉冲伏、常规脉冲伏安法安法(NPV)、方波伏安法、方波伏安法(SWV)等。等。Your site hereCompany Logov电化学测试方法的优点：电化学测试方法的优点：v1简单易行。可将一般难以测定的简单易行。可将一般难以测定的化学参数直接化学参数直接变换成容易测定的电参数加以测定变换成容易测定的电参数加以测定。v2灵敏度高。因为电化学反应是按法拉第定律进灵敏度高。因为电化学反应是按法拉第定律进行的，所以，即使是微量的物质变化也可以通过行的，所以，即使是微量的物质变化也可以通过容易测定

10、到的电流或电量来进行测定。容易测定到的电流或电量来进行测定。v3实时性好。利用高精度的特点，可以检测出微实时性好。利用高精度的特点，可以检测出微反应量，并对其进行定量。反应量，并对其进行定量。Your site hereCompany Logov3.电化学工作站的基本原理及其应用电化学工作站的基本原理及其应用Your site hereCompany Logov交流阻抗的原理及应用交流阻抗的原理及应用v交流阻抗方法是用小幅度交流信号扰动电解池，并观察体系在稳态时对扰动的跟随的情况，同时测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参数。从原理上来说，阻抗测量可应用与任何物理材料，任何体系，只要该体系

11、具有双电极，并在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电流相应特性即可。Your site hereCompany Logov交流阻抗谱交流阻抗谱(EIS)在防腐在防腐技术方面的应用技术方面的应用v1985年发现聚苯胺能使不锈钢的电位维持在稳定钝化区，使其处于阳极保护状态聚苯胺在金属防腐工程领域的应用成为近年来研究的热点.Your site hereCompany Logov交流阻抗谱交流阻抗谱(EIS)在金属在金属表面钝化方面的应用表面钝化方面的应用v要确定某钝化工艺中Fe2+浓度对钝化效果的影响，可以在不同的Fe2+浓度下测试出交流阻抗曲线，从中筛选出最合适的工况。v表明浓度1比浓度2、浓度3

12、的成膜工艺要好，因此可以选择浓度1作为该参数的最佳条件。Your site hereCompany Logov循环伏安法原理循环伏安法原理v 循环伏安法是在一定电位下测量体系的电流，循环伏安法是在一定电位下测量体系的电流，得到伏安特性曲线。根据伏安特性曲线进行定性得到伏安特性曲线。根据伏安特性曲线进行定性定量分析。如果施加的电位为等腰三角形的形式定量分析。如果施加的电位为等腰三角形的形式加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，产生分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，

13、还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，便产生氧化波，该法称为循环伏安法。便产生氧化波，该法称为循环伏安法。如果电活如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。同，对称性也较差。Your site hereCompany LogovIt can beconsidered that the substituted Li and Cu ions play an important role t o i m p r o v e b a t t e r y p e r f o r m a n c e o f t h e LiFePO4

14、 material,which can improve the kinetics of lithium oxidation/reduction on the electrode by enlarging the contact area o f t h e p a r t i c l e s.Your site hereCompany Logov从图中可以看出氧化还原峰很对称，阴极峰电流 与阳极峰电流，近似相等，且随着扫描速率的增加，两峰均没发生位移只是峰高增大。这些说明IrC16 2-与IrCl6 3-之间的氧化还原反应属于可逆反应。Your site hereCompany Logov在电路表面镀层的应用在电路表面镀层的应用v电偶电流曲线上的电偶电流的大小实际上反映的是瞬间的电路板表面所镀的金属沉积的速度，也就是直接反映反应的速度。Your site hereCompany LogoLOGOLOGOThank You!