電化學(xué)阻抗的特點(diǎn)及測定方法分析

電化學(xué)阻抗是通過在電路上施加交流電位，測量電流得到的。假設(shè)施加正弦波電位激發(fā)信號(hào)，對應(yīng)此電位響應(yīng)的是交流電流信號(hào)。此電流信號(hào)可用正弦方程的總和來分析（傅里葉級(jí)數(shù)）。

電化學(xué)阻抗通常用很小的激發(fā)信號(hào)測得。因此，電極的響應(yīng)是非線性的。在線性（或非線性）系統(tǒng)中，對應(yīng)正弦波電位信號(hào)響應(yīng)的電流在同樣頻率也是正弦波信號(hào)，除了相位有所移動(dòng)。

電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù)通常是通過擬合等效電路模型分析得到的。模型中大多數(shù)電路元件都是通用電氣元件，例如電阻，電容和電感。模型中的元件應(yīng)該具有物理電化學(xué)原理。例如諸多模型都用電阻來模擬測試系統(tǒng)的溶液電阻。因此，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)電路元件阻抗的知識(shí)是非常有用的。

測定方法：

給黑箱（電化學(xué)系統(tǒng)）輸入一個(gè)擾動(dòng)函數(shù)X，它就會(huì)輸出一個(gè)響應(yīng)信號(hào)Y。用來描述擾動(dòng)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)之間關(guān)系的函數(shù)，稱為傳輸函數(shù)。若系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)是線性的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則輸出信號(hào)就是擾動(dòng)信號(hào)的線性函數(shù)。

如果f是角頻率為ω的正弦波電流信號(hào)，則g即為角頻率也是ω的正弦電勢信號(hào)。此時(shí)將g/f稱為系統(tǒng)的阻抗，用Z表示；而將f/g稱為系統(tǒng)的導(dǎo)納，用Y表示。

阻抗和導(dǎo)納統(tǒng)稱為阻納，用G表示。阻抗和導(dǎo)納互為倒數(shù)關(guān)系，Z=1/Y。二者關(guān)系與電阻和電導(dǎo)相似。

特點(diǎn)：

1，由于采用小幅度的正弦電勢信號(hào)對系統(tǒng)進(jìn)行微擾，電極上交替出現(xiàn)陽極和陰極過程（也就是氧化和還原過程），二者作用相反。因此，即使擾動(dòng)信號(hào)長時(shí)間作用于電極，也不會(huì)導(dǎo)致極化現(xiàn)象的積累性發(fā)展和電極表面狀態(tài)的積累性變化。因此EIS法是一種“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法”。

2，由于電勢和電流間存在著線性關(guān)系，測量過程中電極處于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，使得測量結(jié)果的數(shù)學(xué)處理簡化。

3，EIS是一種頻率域測量方法，可測定的頻率范圍很寬，因而可以比常規(guī)電化學(xué)方法得到更多的動(dòng)力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息。

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