Autolab交流阻抗拟合方法简介

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Autolab交流阻抗拟合方法简介(尽力推荐,包你学会)

Nyquist图: Z’ ~ -Z”
FRAtestprocedurewithdummy cel:connect WE(c) 1.0K
lo g ( Z ) ( o ) - Z'' / o h m
50 3.0
8K
40
2.8
- p h a se / d e g ( + )
30
0.5K
2.5
20
0.3K 2.3
模块式仪器
PGSTAT12/FRA2 PGSTAT302/FRA2 PGSTAT100/FRA2
Electrochemical Impedance spectroscopy
为什么用EIS?
原位非破坏性
应用
性能研究
涂料，腐蚀，电池，燃料电池，半导体界面腐蚀，钝化，电扩散，电沉积
限制
不能单独使用数据解释有时比较困难
40.0 3
30.0
3 20.0
2 10.0
2
0
1K
-2
-1
1
2
3
4
log(f)
-- Z Z'''' // o oh hm m lo g ( Z) ( o )
- p h a se / d e g ( + ) - p h a se / d e g ( + )
Electrochemical Impedance spectroscopy
Electrochemical Impedance spectroscopy
所有复杂的曲线，均可由以上的基础图形分段得到。
R(RQ)(RQ)
lo g ( Z) ( o ) - Z'' / o h m

交流阻抗拟合材料电阻

交流阻抗拟合材料电阻
交流阻抗拟合材料电阻是材料科学和电化学领域中的一个重要概念。

交流电阻是指材料对交流电流的阻碍程度，它是材料电学特性的重要参数之一。

通常情况下，材料的交流电阻与材料的导电性能有关。

交流电阻通常使用交流阻抗进行描述，交流阻抗是指在交流电路中材料对交流电流阻碍的程度。

交流阻抗由电阻和电抗两个部分组成，电阻由材料的电导率和几何结构决定，电抗由材料的介电性能和几何结构决定。

在交流阻抗中，材料的电导率和介电性能是两个主要的参数，它们对材料电阻的大小和特性起着决定性的影响。

在实际应用中，交流阻抗拟合是一种常用的方法，用于确定材料的交流电阻。

交流阻抗拟合可以通过测量材料在不同频率下的交流电阻，然后将实验数据与理论模型进行拟合来实现。

常用的拟合模型有电阻模型、电容模型和电感模型等。

这些模型基于材料的电导率和介电性能的理论公式，通过调整模型参数来拟合实验数据，从而得到材料的交流电阻。

在材料科学和电化学领域中，交流阻抗拟合材料电阻的研究具有重要的应用价值。

交流阻抗拟合可以帮助研究者深入了解材料的电导性能和介电性能，为材料的设计和开发提供科学依据。

交流电阻的研究还可以用于评估材料的性能和质量，监测材料的老化和损伤，从而指导材料的使用和维护。

总之，交流阻抗拟合材料电阻是一项重要的研究内容，它可以
揭示材料的导电性能和介电性能，为材料的设计和开发提供科学依据。

交流阻抗拟合的研究还可以用于评估材料的性能和质量，监测材料的老化和损伤，为材料的使用和维护提供指导。

这一领域的研究对于提高材料的性能和推动科技进步具有重要意义。

(质子传导率)AUTO相关资料

Freque ncy Resp onse An alysisFRA电化学阻抗测试一、基本原理电化学阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号的电化学测量方法。

由于以小振幅的电信号对体系扰动，一方面可避免对体系产生大的影响，另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系，这就使测量结果的数学处理变得简单。

同时，电化学阻抗谱方法又是一种频率域的测量方法，它以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电极系统，因而能比其他常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。

二、交流阻抗测试（EIS）的基本操作1）检查USB线路是否连接好，按仪器左边的Power键打开仪器，开PC,电极NOVA.2）将两个红色的电极按照S在前，WE在后的顺序连接，将蓝色和黑色的电极按照CE在前，RE在后连接，分别接在导线两端。

3）点击View的Analysis View，右键点击我们以前测过的程序，选择Set active Procedure将以前的测试程序激活。

4）点击View的Set Up View，双击name项，更名。

如若要修改测试条件，可在此处修改。

5）点击Start开始测量开路电位，测量完开路电位后，等待数秒。

6）仪器自动开始测量交流阻抗，显示measuring。

测试完成后，显示Stop。

7）点击View的Analysis View，右键点击刚刚测试的Procedure name,点击Export date保存。

8）在相应的路径找到测试的数据，拷贝到自己的U盘。

三、交流阻抗谱的基本拟合方法1点击View的Analysis View 后，在Procedure name下空白处点击Import date导入数据。

yties kJ T 1-a託备2点击阻抗测试下的Nyquist图后，在图片上右键点击Step through Data，记录杂点的编号hv-iu W MI:kLa■■■&■右键点击阻抗测量，点击Add Windower»Sial选择index,勾选你要除去的数据后，右键点击Inverser Selection ，反选为你需要的数据右键点击新出现的 Win dower ，选择Add polt,选择Nyquist 。

Autolab交流阻抗拟合方法简介(尽力推荐,包你学会)

n=1 Q=C
FRA testprocedure with dummy cell:connect WE(c) 1K
1K
1K
0.K
0
0.K
0.K
1K
1K
Z' / ohm
FRA testprocedure with dummy cell:connect WE(c) 3
n1 n = 0.8 QC
60.0
50.0 3
0 -3M 0 3M 5M 8M 10M 13M 15M 18M 20M 23M
Z' / ohm
lo g ( Z) ( o ) - Z'' / o h m
Electrochemical Impedance spectroscopy
R(RC)
R(RC)
3.3
C1 60
50 3.0
R1 40 2.8
30
Nyquist图: Z’ ~ -Z”
FRAtestprocedurewithdummy cel:connect WE(c) 1.0K
lo g ( Z ) ( o ) - Z'' / o h m
50 3.0
0.8K
40
2.8
- p h a se / d e g ( + )
30
0.5K
2.5
20
0.3K 2.3
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Electrochemical Impedance spectroscopy
Analitycal Corrosion semiconductor
Batteries Fuel cells

电化学交流阻抗拟合原理与方法

电化学交流阻抗拟合原理与方法电化学交流阻抗（Electrochemical impedance spectroscopy，EIS）是用于表征电化学过程的一种重要技术手段。

通过测量交流信号在电化学系统中的响应，可以得到阻抗谱，从而分析电化学界面的电化学过程、电极反应机理、电子传递速率、电荷传递过程等一系列信息。

在进行电化学交流阻抗拟合之前，首先需要进行实验测量，得到频率范围内的电流和电压响应。

然后将被测系统建模为一种基于等效电路的结构，常见的包括Randles电路、Warburg电路等。

接下来，通过适当的拟合算法，将实验数据与模型进行匹配。

在电化学交流阻抗拟合方法中，最常用的是最小二乘法（Least Squares Method）。

该方法通过最小化实验数据与数学模型之间的残差平方和，来确定模型参数的最优估计。

另外，也有一些基于统计学的拟合方法，如贝叶斯方法和蒙特卡洛方法等。

这些方法通过引入先验信息，对模型参数进行推断和估计，具有更高的估计精度和可靠性。

在实际拟合过程中，一般根据具体的电化学系统和问题，选择合适的模型。

常用的电化学反应包括双电层电容、电极材料的电化学反应、离子迁移等。

而常用的拟合模型则包括RC电路、RL电路、Randles电路等。

将实验数据与拟合模型进行匹配，可以得到模型参数，从而获得电化学系统的详细信息。

此外，在进行电化学交流阻抗拟合时，还需要注意选择合适的频率范围和测量条件，以保证测量数据的准确性和可靠性。

同时，也需要注意模型选择的合理性和拟合结果的解释，避免过度拟合或欠拟合的问题。

综上所述，电化学交流阻抗拟合是一种用于分析电化学界面的重要方法。

通过适当的建模和拟合算法，可以得到电化学系统的动力学特性和电荷传递过程等一系列信息，为电化学研究和应用提供有价值的参考。

拟合阻抗法

拟合阻抗法
拟合阻抗法是一种用于曲线拟合的数学方法，常用于处理电学中的阻抗测量数据。

阻抗测量数据是指电流和电压之间的关系，通常在频域上进行测量。

拟合阻抗法的一般步骤如下：
1. 收集阻抗测量数据：通过实验或测量仪器获取不同频率下的电流和电压数据。

2. 选择模型函数：根据实际情况选择合适的模型函数来描述阻抗测量数据。

常用的模型函数包括等效电路模型和复数等效模型等。

3. 参数估计：根据模型函数，使用拟合算法来估计模型中的参数。

常见的拟合算法有最小二乘法和非线性拟合算法等。

4. 拟合优度评估：使用拟合优度评估指标来评估拟合结果的好坏。

常用的指标有均方根误差（RMSE）和决定系数（R²）等。

5. 参数解释与应用：根据拟合结果，解释模型中的参数，并根据需要进行相关应用，如电路设计、信号处理等。

拟合阻抗法的目的是找到最能描述实际数据的模型函数，并得到模型中的参数。

这样可以更好地理解电路或系统的特性，并在实际应用中提供参考和依据。

交流阻抗的原理与应用

交流阻抗的原理与应用
本文介绍了交流阻抗法在电化学研究中的应用，以及如何使用Zsimpwin软件进行数据拟合。

交流阻抗法是一种通过施
加小振幅正弦波电位或电流来测量电极系统频响函数的方法，可以分析电化学系统的反应机理和计算相关参数。

复数阻抗的测量可以给出阻抗的绝对值和相位角，为研究电极提供丰富的信息。

本文还介绍了纯粹电化学控制的电极体系的等效电路和总阻抗的计算方法。

最后，本文给出了复数阻抗曲线的示意图。

执行硫酸预处理实验前，请在“Control”菜单中选择“Run Experiment”命令。

在铂盘电极预处理后，使用双蒸水进行冲洗，然后在不超过60℃的恒温箱中干燥。

待电极表面完全干
燥后，使用苯胺溶液作为电解液，并连接好电路进行电聚合。

通过调整聚合圈数，可以在铂盘电极上制备出不同厚度的聚苯胺。

参数设置如下图所示：Init E(V)：-0.2；High E(V)：0.8；Low E(V)：-0.2；Final E(V)：0.8；Initial
将修饰好的铂盘电极放入电解池中，加入5mmol·L-
1[Fe(CN)6]3-/4-/KCl溶液作为电解液，并连接好测量线路。

一般来说，红色夹头应连接到电极上，白色夹头连接到参比电极上，绿色夹头连接到工作电极上。

电化学阻抗谱(autolab

电化学阻抗谱(autolab
电化学阻抗谱（Autolab）是一种通过测量目标系统阻抗随给定正弦波频率的变化来分析和研究该系统电极动力学过程等表面行为的一种电化学表征手段。

在电化学电池处于平衡状态下（开路状态）或者在某一稳定的直流极化条件下，按照正弦规律施加小幅交流激励信号，研究电化学的交流阻抗随频率的变化关系，这种测量方法称为频率域阻抗分析方法。

Autolab是这种电化学阻抗测量技术的一种常用设备或平台。

电化学阻抗谱数据可以有多种展示方法，最常用的为复数阻抗图和阻抗波特图。

由于该技术不损伤目标系统如待测电极表面，因此被广泛应用于腐蚀与防护等研究领域。

交流阻抗测试方法

低频 0
Z = 1/ωCd
高频
lg Z =0
lg Cd = - lg ω0
φ π/2
π/4
ω∞
特征频率ω※
lg ω0
0
交流阻抗测试方法
三、浓差极化可以忽略并消除了溶液电阻的RC串联等效电路
交流阻抗测试方法
• RC串联电路的阻抗谱
lg Z = - lgω- lgCd
lg Z
斜率= -1
ω※ =1/Rl·Cd
钼钢阳极行为分析试验： • 从稳定电位随电位提高，
EIS 从规整半圆向半圆变小、低频出现第2个半圆、出现直线段等发展。 • 问题： 1)如何求腐蚀速度？ 2)EIS变化说明什么？ 3)电位再提高EIS会怎样？为什么？如何证明？
交流阻钼抗钢测试在方碱法性溶液中的阳极极化曲线及不同电位下的交流阻抗谱
一、含有吸附物质的交流阻抗
交流阻抗测试方法
• 上述吸附阻抗图中，当表征吸附过程的时间常数τ 与电极
反应时间常数RpCd值相差越大时，由于吸附形成的感抗或容抗弧越接近半圆；但当τ 接近RpCd时，表征吸附过程的
感抗或容抗弧将逐渐萎缩成与表征电化学反应的容抗弧叠合，直至最终出现一个变形的容抗弧，或称实部收缩的半圆。
0(ω=1) lgω ※
交流阻抗测试方法
二、浓差极化可以忽略并消除了溶液电阻的RC并联等效电路
Z= Z
交流阻抗测试方法
• RC并联电路的Nyquist阻抗谱
0
∞
ω
ω
0
Rp/2
Rp
交流阻抗测试方法
• RC并联电路的Bode图
Z = Rp ω※ =1/Rp·Cd
斜率= -1

【小技巧】电化学交流阻抗数据拟合你会吗？

【小技巧】电化学交流阻抗数据拟合你会吗？
交流阻抗是电化学中很重要的一种测试方法，对电化学反应机理的探索和研究有很多帮助。

很多人虽然会测试，但是对交流阻抗数据的处理尤其是对数据拟合不是很清楚，今天小编为大家推荐的是用Nova2.1软件拟合交流阻抗数据，希望可以帮助大家。

教程由AOTOLAB的王岩工程师提供，感谢他对萤火的支持。

让我们一起开始今天的学习吧。

交流阻抗拟合的技巧介绍到这里，再次感谢王岩工程师的精彩内容，期待更多优质的内容。

技巧虽小，却能帮助很多科研人，解决一时之需；荧光虽弱，慢慢汇聚亦能照亮科研之路。

如果你也有一些小技巧，小经验，请积极给我们投稿，我们会第一时间向大家推送的。

爱分享，爱科研的小伙伴可以加入萤火科研资源共享群，群号：583538165。

汇聚萤火之光，照亮科研之路。

这一期的数据是由aotolab测试得到的数据，其实其他工作站测试得到的数据同样可以经过转化后用Nova软件进行拟合，下一期小编带您学习如何转换数据，敬请期待。

Autolab拟合Nyquist图入门教程

Autolab拟合Nyquist图入门教程张远明自行整理引用无需注明出处，内心感谢即可1.左键双击选中要拟合的文件，之后左边边框出现导入的文件。

2.右键FRA measurement potentiostatic，出现菜单。

3.在菜单中选择Add Windower。

4.左键选中Windower。

5.右边框中下拉菜单选中Index。

在Index中，右键已选中的任意数据点，选择Select all。

6.右键Windower选择菜单中Add Analysis。

7.在Add Analysis子菜单中分别选择Electrochemical circle fit和Fit andSimulation。

完成后点击Windower左边的“+”展开可见刚刚添加的两个命令。

--------------------------------------------------------------------- Tips:单击左框中Electrochemical circle fit，出现原始Nyquist图。

当鼠标在中间框中的Nyquist图变成黑十字准星时，说明此时可以选择标记特征点。

但是此时往往发现Nyquist图中点迹过于密集，可以在图中右键选择Enable Zomming/Moving。

这时鼠标在图中恢复原型，在图中点击拖动，实现局部图像放大。

---------------------------------------------------------------------8. 放大到合适尺寸后，再恢复选中Snapto data，这时鼠标变成黑十字准星。

9. 在Nyquist图中选中5个需要标记的点。

软件在多于3个点时自动生成一个半圆。

图中18650电池肉眼可见为两个半圆，做第一次拟合。

这时右键左框中的Electrochemical circle fit后右键选择菜单中Copy as Equivalent Circuit。

交流阻抗法的概念

交流阻抗法的概念拼音:jiaoliuzukangfa英文名称：Ac impedance method说明:一种利用小幅度交流电压或电流对电极扰动，进行电化学测试的方法。

从获得的交流阻抗数据，可以根据电极的摸拟等效电路，计算相应的电极反应参数。

若将不同频率交流阻抗的虚数部分对其实数部分作图，可得虚、实阻抗（分别对应于电极的电容和电阻）随频率变化的曲线，称为电化学阻抗谱（electrochemical impedance spectrum;EIS）或交流阻抗复数平面图。

该法在电化学中的应用已较普遍。

交流阻抗法的特点1.可以研究修饰电极表面的性质2.用小幅度交流信号扰动电解池，观察体系在稳态时对扰动跟随的情况3.可以明显的看出修饰电极表面的电子传递速率与裸电极表面的电子传递速率的区别。

电化学阻抗谱(EIS) 优于其它暂态技术的一个特点是, 只需对处于稳态的体系施加一个无限小的正弦波扰动, 这对于研究电极上的薄膜, 如修饰电极和电化学沉积膜的现场研究十分重要, 因为这种测量不会导致膜结构发生大的变化。

此外, E IS 的应用频率范围广(10^-2～ 10^5 Hz) , 可同时测量电极过程的动力学参数和传质参数, 并通过详细的理论模型或经验的等效电路, 即用理想元件(如电阻和电容等) 来表示体系的法拉第过程、空间电荷以及电子和离子的传导过程, 说明非均态物质的微观性质分布, 因此, E IS 现已成为研究电化学体系和腐蚀体系的一种有效的方法。

导电高分子的EIS的一般特征对于导电高分子膜的修饰电极, 其EIS 特征类似于多孔电极或氧化还原电极的EIS 的行为,典型的复平面阻抗图的特征为: (1) 在高频区有一个由界面电荷转移过程产生的圆心在实轴下的半圆, 可用电阻和电容的并联结合来表示。

当w →∞, 半圆与实轴的交点为R s+ R f, 其中R s 和R f 分别表示溶液和膜的未补偿欧姆电阻;(2) 中间频率区为电活性物种在膜中的有限扩散引起的W ar-burg 型阻抗, 其斜率小于45°;(3) 低频区对应于高分子内电荷的饱和所引起的纯电容阻抗。

autolab电化学工作站

autolab电化学工作站Autolab电化学工作站是一种先进的实验设备，它能够提供高精度的电化学测试和分析。

它的应用范围非常广泛，包括但不限于电化学能源、材料科学、环境监测等领域。

本文将介绍Autolab电化学工作站的基本原理、功能特点以及操作方法。

首先，Autolab电化学工作站具有多种测试模式，包括循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗等。

这些测试模式可以满足不同实验需求，从而实现对材料电化学性能的全面评估。

此外，Autolab电化学工作站还具有高灵敏度的电流和电压测量系统，能够对微弱信号进行准确测量，保证实验数据的可靠性。

其次，Autolab电化学工作站具有友好的操作界面和强大的数据处理功能。

用户可以通过电脑软件轻松设置实验参数、监控实验过程，并实时获取电化学数据。

同时，该软件还提供了丰富的数据处理和分析功能，包括曲线拟合、数据导出等，为用户提供了便捷的实验操作和数据处理体验。

除此之外，Autolab电化学工作站还具有模块化的设计，用户可以根据实验需求选择不同的电化学模块进行组合，从而实现多种不同类型的电化学实验。

这种灵活的设计使得Autolab电化学工作站成为了电化学研究领域中的重要工具，受到了广泛的应用和好评。

在操作Autolab电化学工作站时，需要注意一些基本的操作步骤。

首先，确保设备连接正确并通电；其次，打开电脑软件，设置实验参数；然后，将待测样品放置在电化学电极上，并将电极放入电解液中；最后，启动实验，监控实验过程，并记录实验数据。

在整个实验过程中，需要严格按照操作手册的要求进行操作，确保实验的准确性和安全性。

总之，Autolab电化学工作站是一种功能强大、操作简便的电化学实验设备，具有广泛的应用前景。

通过本文的介绍，相信读者对Autolab电化学工作站有了更深入的了解，希望能够为电化学研究和实验工作提供帮助。

电化学测量中的交流阻抗法

电化学测量中的交流阻抗法
交流阻抗法（AC Impedance Method）是一种常用的电化学技术，它可
以应用于实验室和生产现场，用于测量电解质溶液中各种不同溶质的
浓度，以及各种环境因素影响溶液用电化学反应状况的评估。

一、原理
交流阻抗法是以电解质溶液为介质，使用电池、恒定电流发生器或放
大器等装置，在恒定电流或不同频率的振荡电压、频率的振荡电流下，探测溶液的受激和非受激反应产生的电压，施加信号，从而测量介质
的阻抗。

二、应用
1. 深度矿藏的精确监测：交流阻抗法可以用于深度矿藏的精确检测，
用于实时监测含水率、盐分、PH值等参数，以使矿藏安全及质量维持
在正常范围之内；
2. 电化学反应比较：可以用于不同电极及不同条件下的电化学反应进
行比较分析；
3. 电解液浓度监控：可以用于电解液浓度的监控，通过电压变化确定
浓度升降、电解质溶质含量及电解液污染程度；
4. 其他：还可以用于细菌发酵、水体污染的检测等。

三、优点
1. 交流阻抗测量时间短，可以实现快速测量；
2. 交流阻抗法有利于准确定量测量不同溶质的含量；
3. 交流阻抗法可使电化学反应上游和电子过程有机结合，更加真实反
映实际情况；
4. 测量手段灵活多样，可以结合PC机实现远程测量。

四、缺点
1. 由于溶液阻抗动态变化较大，模拟信号传输中存在电尘及其他杂波等，影响测量数据的准确性；
2. 尚不具备处理复杂的环境噪声的能力；
3. 需要安装多种复杂的仪器设备，测量成本较高，基础设施投入较大，且研究方向分散；
4. 对测量环境温度及温度变化有一定影响，需要采取温度控制措施。

交流阻抗法

电化学阻抗谱理论就是通过对电池系统施加小幅电位扰动，通过输入的电位函数和测得的输出电流函数求得系统的传递函数。如果扰动是正弦波，那么此时传输函数称为频率响应函数或简称为频响函数。
电化学的特点
通常情况下，电化学系统的电势和电流之间是不符合线性关系的，而是由体系的动力学规律决定的非线性关系。当采用小幅度的正弦波电信号对体系进行扰动时，作为扰动信号和响应信号的电势和电流之间则可看做近似呈线性关系，从而满足了频响函数的线性条件要求。这样，电化学系统就可作为类似于电工学意义上的线性电路来处理，称为电化学系统的等效电路。同时，由于采用了小幅度条件，等效电路中的元件，如电荷传递电阻Rct、双电层电容Cd可认为在这个小幅度电势范围内保持不变。但是，应当注意的是，这些等效电路的元件同真正意义上的电学元件仍有不同，当电化学系统的直流极化电势改变时，等效电路的元件会随之而改变。另外，为了更好地描述电化学体系，等效电路中还会用到一些特别用于电化学中的元件，称为电化学元件。
交流阻抗法
电化学术语
01 简介
03 基本原理
目录
02 背景 04 电化学的特点
交流阻抗法是指控制通过电化学系统的电流（或系统的电势）在小幅度的条件下随时间按正弦规律变化，同时测量相应的系统电势（或电流）随时间的变化，或者直接测量系统的交流阻抗（或导纳），进而分析电化学系统的反应机理、计算系统的相关参数。
按照阻抗本身的定义，被测系统的输入激励信号应该是电流，在电化学测量中响应信号是电极电位。对可逆电极反应的电极系统来说，采用电流作为扰动信号进行阻抗测量很方便，因为可逆电极反应的电位处于平衡电位。对于不可逆电极反应就比较复杂，电极上流过的法拉第电流密度远大于电极反应的交换电流密度，要保持一定的不可逆程度，必须保持电极上流过一定的法拉第电流密度或保持电极系统处于一定的非平衡电位。用控制电流的方法使电极系统处于某一电位区间保持稳定十分困难。

交流阻抗拟合方法简介.p%20pt

D
E
+-
+ - + +-
+ - + ++-
+-
+-
Polarization Resistance
Electrochemical Impedance spectroscopy
INSIDE AND OUTSIDE CIRCUIT
Electrochemical Impedance spectroscopy
log(f)
0
0.1K
0.4K
0.6K
0.9K
1.1K
Z' / ohm
Electrochemical Impedance spectroscopy
Cdl
( RC) 并联元件
Rp
[RC]
串联元件
Electrochemical Impedance spectroscopy
常用元件: 电阻 R
电位与电流同相，相位角: 00
METAL COATING
STEEL
WE
Electrochemical Impedance spectroscopy
注意：在实际的曲线当中，Bode图与Nyquist图形不能分开，有时，Bode图可以给出很准确的模型，有时Nyquist则能给出更佳的模型。
Electrochemical Impedance spectroscopy
POTENTIOSTAT
GALVANOSTAT
A
H
I
Diff.
实际只讨
ampl.
论这部分
s
CE RE
WE
G
B
E
C
D

易懂的交流阻抗谱原理和分析拟合技能

易懂的交流阻抗谱原理和分析拟合技能电化学阻抗谱是一种相对来说比较新的电化学测量技术，它的发展历史不长，但是发展很迅速，目前已经越来越多地应用于电池、燃料电池以及腐蚀与防护等电化学领域。

电化学阻抗谱的设计基础是给电化学系统施加一个扰动电信号，然后来观测系统的响应，利用响应电信号分析系统的电化学性质。

所不同的是，EIS给电化学系统施加的扰动电信号不是直流电势或电流，而是一个频率不同的小振幅的交流正弦电势波，测量的响应信号也不是直流电流或电势随时间的变化，而是交流电势与电流信号的比值，通常称之为系统的阻抗，随正弦波频率w的变化，或者是阻抗的相位角随频率的变化。

将电化学阻抗谱技术进一步延伸，在施加小幅正弦电势波的同时，还伴随一个线性扫描的电势，这种技术称之为交流伏安法。

由于扰动电信号是交流信号，所以电化学阻抗谱也叫做交流阻抗谱。

下面我们来介绍有关电化学阻抗谱的一些基础知识和基本概念。

首先来看电化学系统的交流阻抗的含义。

如果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。

如果施加扰动信号X为角频率为w的正弦波电流信号，则输出响应信号Y即为角频率也为w的正弦电势信号，此时，传输函数Ｇ（w）也是频率的函数，成为频率响应函数（频响函数）这个频响函数就称之为系统Ｍ的阻抗（impedance)，用Z表示。

阻抗和导纳我们将其统称为阻纳（immittance）, 用G表示。

阻抗和导纳互为倒数关系。

阻纳是一个随角频率w变化的矢量，通常用角频率w（或一般频率f）的复变函数来表示。

因为阻抗为矢量，在坐标体系上表示一个矢量时，通常以实部为横轴，虚部为纵轴，如这个图所示。

从原点到某一点（z‘，z’’）处的矢量长度即为阻抗Z的模值，角度f为阻抗的相位角。

电化学阻抗技术就是测定不同频率w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、虚部、模值和相位角，然后将这些量绘制成各种形式的曲线，就得到电化学阻抗谱，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）。