交流阻抗技术测量聚合物电解质离子电导率

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实验交流阻抗技术测量聚合物电解质离子电导率

一、实验目的

1、了解交流阻抗技术原理及应用

2、应用交流阻抗技术测定聚合物电解质离子电导率

二、实验原理

于图1图Z Z 1=-Z Z 1=当Ｃｄｌ>>Ｃｇ时，则Ｃｇ/Ｃｄｌ→0得到：

Z 1=Ｒｂ（4）

此时图1简化成纯电阻Ｒｂ，在复平面图上是一条垂直于实轴并与实轴交于Ｒｂ的直线。

在高频区ω→∞，当Ｃｄｌ>>Ｃｇ时式（2）简化为

Z 1=2221b g b

R C R ω+（5） 而式（3）简化为

-Z ＂=222221g b

g b

C R C R ωω+（6）

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将式（5）与式（6）中的ω削去可得

222('/2)(")/4b b Z R Z R -+-=（7）

式（7）表示的是一个以（Ｒｂ/2，0）为圆心，Ｒｂ/2为半径的圆方程。在复平面图上表现为一

个半圆。

综合式（4）和（7），与图1对应的阻抗图谱如图2所示。该阻抗图是一个标准的半圆（高频部分），外加一条垂直于实轴Z 1的直线（低频部分）。

图2与图1等效电路对应的阻抗图谱

由图2中直线与实轴的交点，可求出本体电解质的电阻值R b 。通过测定测试电池的电极面积A

与聚合物电解质膜的厚度d ，即可求的该导电聚合物的电导率：b

d R A σ⋅=（s.cm -1） 3所 π/2角图3将21Hz 到1053