EIS测试和数据的导出

IM6e电化学阻抗谱测试及数据处理
Liu XiaoQun
2008.10
电化学阻抗谱：EIS （Electrochemical Impedance Spectroscopy）
IM6e 仪器参数：
测试频率：10u～1MHZ 电流：±100nA～±2A
交流电压: 1mV~1V; 测试电压: 小于10v
专用鼠标按键功能：
点击左键：表确认（有时与键盘中的“Enter回车”键同效）
中键：退出，或返回至上一层目录/面版
右键：load数据时使用来选中需要的文件。

EIS测试操作步骤：
一、开机进入主面版:
开机：打开与电化学工作站相连接的电脑→打开电化学工作站位于仪器后面的开关。

打开测试软件：双击桌面上的测试软件快键方式 ，稍后进入以下界面：
输入“D”，进入“Thales”软件，稍后出现Thales引导界面：
点击左键确认，进入以下界面：
二、EIS测试：
1、线路连接和校准
1）线路连接
选择“EIS”，进行EIS控制面版：
点击“check cell connection”设置线路连接面版，根据样品要求进行线路连接。

每次测试前必须检查连线，确保正确后才能进行测试。

通常是否加buffer由电池开路电压决定，
当开路电压<4.0V时，不加buffer测试；
当开路电压>4.0V时，加buffer测试。

2-Electrode 电池，对称电池，膜片等
3-Electrode 三电极电池
连线方式一：
2-Electrode no buffe r双电极（不使用缓冲器）连线：
IM6e 电化学池
连接Test Electrode Power Output 到Working Electrode (电池正极)
连接Test Electrode Sense Input 到 Working
Electrode(电池正极)
Electrode(电池负极)
连接Reference Electrode input 到 Counter
Electrode(电池负极)
连接Counter Electrode Output 到 Counter
点击“2-Electrode with buffer ”，按以上图示连线，检查正确后按中键退出。

连线方式二：
2-Electrode with buffer 双电极（使用缓冲器）连线： IM6e
电化学池 连接 Test Electrode Power Output(仪器端口)
到
Working Electrode (电池正极
)
连接
Test Electrode
Sense Input （从缓冲器Te 端引出）到 Working Electrode(电池正极) 连接 Reference Electrode input （从缓冲器Re 端引出）到 Counter Electrode(电池负极) 连接 缓冲器到 probe E(仪器端口) 连接 Counter Electrode Output(仪器端口)
到 Counter Electrode(电池负极)
点击“2-Electrode with buffer ”，按以上图示连线，检查正确后按中键退出，
弹出以下窗口，其中gain 的数值设置为“0.4”（如下图所示）,按左键确认，再按右键退出。

以下是“2-Electrode with buffer ”连线的图（实物）：
对应buffer 实物的设置
连线方式三：
3-Electrode no buffer 三电极（不使用缓冲器）连线： IM6e 电化学池
连接
Test Electrode Power Output 到
Working Electrode (电池正极) 连接 Test Electrode Sense Input 到 Working
Electrode(电池正极) 连接 Reference Electrode input 到 Reference Electrode(参比电极) 连接
Counter Electrode Output
到 Counter Electrode(电池负极)
点击“3-Electrode with buffer ”，按以上图示连线，检查正确后按中键退出，。

弹出以下窗口，选择“user defined refer”,弹出“Referecnce”，保持原设置，击左键退出。

To IM6e system （Probe E ）
To cell-connector reference
To cell-connector test electrode
连线方式四：
3-Electrode with buffer三电极（使用缓冲器）连线：
类似于连线方式二“2-Electrode with buffer”，只是将“Reference Electrode”接到电池的“Reference Electrode”即可，在弹出的窗口中选择“user defined refer”，弹出的“buffer gain”输入“0.4”即可，然后按中键退出。

2）校准：
点击“calibration”,仪器进行自动校准。

2、测试参数设置：
将待测样品如电池等连接好，检查线路，确认正确后准备测试。

点击“test sampling & potentiostat control”,进入恒电位仪和恒电流仪控制窗口。

点击“Potential”，在弹出的窗口中输入电池的开路电压，按回车确认； 点击“ON”启动恒电位仪，显示电流，1KHZ 下的电阻值。

确认系统是稳定状态时，点击“OFF”,再按中键进入EIS 面版， 点击“recording paramaters”,进行参数设置。

设置电压，通常为开路电压
分别设置起始频率和终止频率：
常规样品频率范围： 电池：500KHZ-30mHZ；对称电池：500KHZ-1HZ；膜片：3MHZ-1KHZ
各测试条件参数设置好后，点击“START”开始测试，显示的图为Nyquist 或Bode 图：
测试完成，自动弹出以下窗口，点击“n”。

Steps per decade(每十倍频程频率改变步进数)：Above 66HZ(大于66HZ)：10, At low limit (小于66HZ)：2
Number of measure periods(测量周期数)： Above 66HZ(大于66HZ)：10, At low limit (小于
66HZ)：2
显示已选择的频率范围
设置起始和终止频率
在EIS 面版中，点击“impedance data file operartion”,在弹出的“Spectra”窗口中选择“Save file”，
弹出测试信息窗口
输入需保存的文件名（注意文件名中不能使用汉字），击左键或按回车确认保存，通常测试完的文件保存在以下路径的文件夹中： C ：\im6e-spectra ，文件的后缀为 “.ism”
EIS 数据处理：
一、 将测试文件“*.ism ”转成文本文件“*.txt ”。

在“Thales”面版中点击“SIM”进入数据处理面版：
弹出如右窗口：，左键确认后出现EIS 文件，
文件转完后会弹出样品的一些测试信息，按左键确认即可。

通过右键选择需调入的文件，选好后按左键确认，系统自动调入文件。

注意：当文件名字体变粗时说明已被选中，同时可以选择很多个文件。

退回到“SIM”界面，选择“Edit/Display Measurement Data”,进入以下界面：
建立文本文件，点击左键确认，则文本文件自动保存在默认文件夹中（C ：\im6e-data ）
1．点击建立转出的数据文件
3．务必改成“.txt ”文件
2．选择，建立文本文件
2．点击显示图谱
二、通过宏处理测试数据：
打开一“excel”文件，点击如下图中的“EIS_Plot“系列宏。

根据实际需要点击使用相应的宏，如“EIS Plot”,弹出以下窗口，选择要处理的文本文件并打开。

文本文件转成“excel”文件，其中包括原始图谱和原始数据。

运行“EIS plot(normalize)”宏的图谱,即将图谱与实部的交点挪至原点，这样便于直观地比较多条EIS 的半圆大小。

运行“EIS Plot ”宏的图谱
EIS Plot: 适用于电池的测试结果处理 AC_IMP Plot ： 适用于对称电池
当运行“EIS plot(area)”或“EIS plot(normalize+area)”时，系统会弹出一对话框，提示输入面积（即整个样品导通时的面积，对于电池，则输入阴极极片的面积），以得到单位面积下样品的阻抗（Ω*cm2）。