电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS): 将电化学系统看作是一个等效电路,这个等效电路是由电阻(R)、电容(C)、电感(L)等基本元件按串联或并联等不同方式组合而成,通过EIS,可以测定等效电路的构成以及各元件的大小,利用这些元件的电化学含义,来分析电化学系统的结构和电极过程的性质等。
给黑箱(电化学系统M)输入一个扰动函数X,它就会输出一个响应信号Y。用来描述扰动与响应之间关系的函数,称为传输函数G(w)。若系统的内部结构是线性的稳定结构,则输出信号就是扰动信号的线性函数。
EIS技术就是测定不同频率w(f)的扰动信号X和响应信号Y的比值,得到不同频率下阻抗的实部Z’、虚部Z”、模值|Z|和相位角f,然后将这些量绘制成各种形式的曲线,就得到EIS抗谱。常用的电化学阻抗谱有两种:一种叫做奈奎斯特图(Nyquist plot), 一种叫做波特图(Bode plot)。
EIS的数据处理与解析-等效电路曲线拟合法
1.打开软件,复制数据的后三列,点击双Z图标,点击paste,点击OK;电池的有效面积为0.09。
2.鼠标右键,删除不需要的数据点(看起来明显不在半圆上的点),点击黄色图标,选择等效电路R(CR)(CR),截屏d窗(里面是拟合参数)
这里的参数,从上到下,依次是Rs Ctr Rtr Crec Rrec 分别代表串联电阻(越小越好),转移电容,转移电阻(越大越好),复合电容,复合电阻(约大约好)。串联电阻小,转移电阻大有利于载流子传输,复合电阻大,有利于抑制非辐射复合。其中Rrec*Crec可以得到复合寿命τrec,越大越好。
3.点击菜单栏tools-export data-real and image,保存数据,导入到origin里面,删除第一列,后四列,绘制点线图。修改标题,美化一下即可:
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