电化学工作站的基本原理及其应用

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❖ 从图中可以看出氧化还原 峰很对称，阴极峰电流 与 阳极峰电流 ， 近似相等，
且随着扫描速率的增加， 两峰均没发生位移只是峰 高增大。这些说明[IrC16 ] 2-与[IrCl6 ]3- 之间的氧化 还原反应属于可逆反应。
❖ 在电路表面镀层的应用
❖ 电偶电流曲线上的电偶电 流的大小实际上反映的是 瞬间的电路板表面所镀的 金属沉积的速度，也就是 直接反映反应的速度。
电化学工作站的装置图
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电化学工作站
1为工作电极 2为参比电极 3为对电极
电化学工作站的装置图
电化学工作站的装置图
❖1.2 三电极体系
❖ 研究电极上电子的运动是电化学反应的基础， 为了分别对电池或电解池的阴极，阳极发生的反 应进行观察需用到三电极体系。
❖ 加入的电极叫做参比电极，它的作用是为了测量 进行这些反应的电极电位的一个基准电极。
电化学工作站的基本原理及其应用
Contents
1. 电化学工作站的基本概述 2.电化学测试方法 3. 电化学工作站的原理 4. 电化学工作站的具体应用
❖ 1.电化学工作站的基本概述
❖ 电化学工作站在电池检测中占有重要地位， 它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析 仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试 验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。 在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基 本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗 参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和 分析。
❖ 被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相对的 电极叫做辅助电极。
❖ 在三电极法中为了能够在测定研究电极和参比电 极之间电压同时，又能任意调节研究电极的电位， 最理想的设备为具有自动调节功能的恒电位仪。
❖1.3 恒电位仪的基本概念
❖ 恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器，其 性能的优良直接影响电化学测试结果的准确度。 由它控制电极电位为指定值，以达到恒电位极化 的目的。若给以指令信号，则可使电极电位自动 跟踪指令信号而变化。
❖ 2．灵敏度高。因为电化学反应是按法拉第定律 进行的，所以，即使是微量的物质变化也可以通 过容易测定到的电流或电量来进行测定。
❖ 3．实时性好。利用高精度的特点，可以检测出 微反应量，并对其进行定量。
❖ 3.电化学工作站的基本原理及其应用
❖ 交流阻抗的原理及应用
❖ 交流阻抗方法是用小幅度交流信号扰动电解池， 并观察体系在稳态时对扰动的跟随的情况，同时 测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参 数。从原理上来说，阻抗测量可应用与任何物理 材料，任何体系，只要该体系具有双电极，并在 该双电极Biblioteka Baidu对交流电压具有瞬时的交流电流相应 特性即可。
❖2.电化学测试简述
❖ 电化学测定方法是将化学物质的变化归结为 电化学反应，也就是以体系中的电位、电流或者 电量作为体系中发生化学反应的量度进行测定的 方法。包括电流-电位曲线的测定；电极化学反应 的电位分析，电极化学反应的电量分析；对被测 对象进行微量测定的极谱分析；交流阻抗测试等。
❖ 常用的电化学测试方法技术为：
❖ 1.提供交流阻抗及多种常规电化学测试，交流阻抗谱宽在同类产品中 独一无二。
2.先进的非线性阻抗拟合技术，可最有效的表征测试体系；独家提供 BV方程拟合工具，通过稳态极化曲线可精确测定体系的基本反应参 数。
3.具有高输入阻抗，大电流，可支持至100A电流 4.电化学噪音，多池多通道，序列测量等多个功能 5.特别设计的微分电容测试技术，完全消除了测试曲线的扭曲、毛刺 现象
❖ 电流分析法(也称为计时安培法)、差分脉冲安培 法(DPA)、差分脉冲伏安法(DPV)、循环伏安 法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、常规脉冲伏 安法(NPV)、方波伏安法(SWV)等。
❖ 电化学测试方法的优点：
❖ 1．简单易行。可将一般难以测定的化学参数直 接变换成容易测定的电参数加以测定。
❖ It can beconsidered that the substituted Li and Cu ions play an important role to improve battery performance of the LiFePO4 material, which can improve the kinetics of lithium oxidation/reduction on the electrode by enlarging the contact area of the particles.
6.信噪比为同类产品最好，测试数据精确度位于前茅，重现性优良 7.针对大电流测试，推荐遮断电流法技术，有效的保持高频区阻抗测 试精度；特别设计的松弛伏安法（RV）使得涂层低频区测试速度提 高百倍
8.最新推出光电效应测试系统，可精确检测光-电流、光-电压在不同 条件下的变化，测试光电流效率、激发电子寿命及扩散系数等
❖ 交流阻抗谱(EIS)在防腐 技术方面的应用
❖ 1985年发现聚苯胺能使 不锈钢的电位维持在稳定 钝化区，使其处于阳极保 护状态．聚苯胺在金属防 腐工程领域的应用成为近 年来研究的热点.
❖ 交流阻抗谱(EIS)在金属 表面钝化方面的应用
❖ 要确定某钝化工艺中Fe2+ 浓度对钝化效果的影响， 可以在不同的Fe2+浓度下 测试出交流阻抗曲线，从 中筛选出最合适的工况。
❖ 表明浓度1比浓度2、浓度 3的成膜工艺要好，因此 可以选择浓度1作为该参 数的最佳条件。
❖ 循环伏安法原理
❖ 循环伏安法是在一定电位下测量体系的电流， 得到伏安特性曲线。根据伏安特性曲线进行定性 定量分析。如果施加的电位为等腰三角形的形式 加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个 分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，产生 还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时， 便产生氧化波，该法称为循环伏安法。如果电活 性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不 同，对称性也较差。