电化学工作站简介ppt课件
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电化学工作站简介
数据处理方法：
1、已知阻抗谱对应的数学模型或等效电路，可先确定数学 物理模型，然后将阻抗谱对模型进行曲线拟合，求出数学 模型中各参数的参数值。
2、阻抗谱较复杂，首先逐个求解每段所对应的等效元件的 参数，从测得的阻抗谱中求出最可能的等效电路，然后将 整个阻抗谱所确定的物理模型进行曲线拟合，确定等效元 件的参数，该方法称为阻抗谱数据的解析
电化学工件站简介
-------------报告人：谢玉强 2013.8.30
主要内容
1. 基本原理和结构 2. 主要测试方法 3. 交流阻抗法
1. 基本原理和结构
CS310型电化学工作站前面板
绿色的工作电极WE 红色的辅助电极CE 黄色的参比电极RE 黑色的屏蔽地线Leabharlann 电路原理图三电极体系
2. 基本应用和测试方法
2019/9/11
2019/9/11
3.4 测试过程
3.4.1 打开测试方法
3.4.2 设置测试信息
3.4.3 采集数据
3.4.4 建立模拟电路
3.4.5 求值
谢谢
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
子通过电解液、隔膜、导线等有关的欧姆 电阻，在EIS上表现为一个点。 2、高频区，与锂离子通过SEI膜有关，表现为 一个半圆，此过程可以用电阻R和电容C的 并联电路来表示 3、中高频区，与电子在活性物质颗粒中的运 输有关，表现为一个半圆，可以用电阻R和 电容C的并联电路来表示
电化学工作站PPT课件
3
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国外主要的电化学工作站
4
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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。
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。
。因此此扩散过程为控制步，在低频处占主要 部分
。
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Nyquist图中，最先响应的总是纯 电阻，而后是
电容和电化学反应，再其后是扩散过程。纯电阻为 实部最小的点，而电容和电化学反应为一个半圆， 这是理想情况，如果有多个电化学反应，也就是说
有多个电荷转移过程。那么这个半圆可能不是正圆 ，也可能是两个圆。扩散阻抗表现为一个45度直线
单方向扫描
✓ 正向峰电流iPC ✓ 正向峰电位fPC ✓ 正向半峰电位
fp/2C ✓ 正向峰面积SC ✓ 逆向峰电流iPA
✓ 记录方式：伏 安曲线、电流 时间曲线
✓ 记录精度
✓ 逆向峰电位fPA ✓ 逆向半峰电位
fp/2A ✓ 逆向峰面积SA
11 ✓ 峰电位差Df
.
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 。
电化学工作站的原理与应用
1
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目录
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及其具体应用
2
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1.1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。
电化学工作站仪器使用操作说明书循环伏安法ppt课件
液清洗电极表面以消除极化； 参比电极是否损坏。
电压稳定后，可点击Check cell connections进 入下级子菜单选择合适的参比电极，选择完成 后退出极化曲线进行测试。
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三电极体系如下：
16
6. 点击start recording开始测试；
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7. 测试完毕，点击save measurement保存文件到指 定文件夹，点击 export ascii list导出文本文件，点 击export drawing复制图形；
7
二. 操作流程
1. 开启电脑，此时面板左下方busy灯及state灯 亮，打开电化学工作站后面电源，面板左上 方busy灯亮；
2. 点击桌面快捷方式Thales USB或开始程序中 的Thales→Thales USB进入；
3. 点击D Start Thales 进入工作界面；
8
9
按照颜色一致原则接线，红色为对电极，绿色为参比电极， 黑色（三电极体系时，黑色电极与蓝色电极相连作为一个电 极）为工作电极，按照从下到上原则接线。
20kHz，± 200kHz； 旋转圆盘电极： 综合电化学配件包：玻璃碳工作电极，3根Ag/AgCl参比电极，
参比电极储存瓶，铂丝辅助电极，工作电极安装组件，工作 电极安装工具，电极抛光工具，乙烯基气体管道，12个标准 电池瓶。
6
3. 优点： IM6ex电化学工作站相比于其他IM6系列仪器优点：
主机包括恒电位仪/恒电流仪和频率发生器及分析仪； 硬件结构为一体化设计，支持高频率高输入阻抗测试，具
有强大的扩展能力； 软件控制界面友好，功能强大，能满足绝大多数电化学研
究需要。 IM6ex电化学工作站因其功能齐全广泛应用于化学与物理 电源、功能材料、腐蚀与防护、电化学沉积、电化学分析 及教学。
电压稳定后，可点击Check cell connections进 入下级子菜单选择合适的参比电极，选择完成 后退出极化曲线进行测试。
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三电极体系如下：
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6. 点击start recording开始测试；
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7. 测试完毕，点击save measurement保存文件到指 定文件夹，点击 export ascii list导出文本文件，点 击export drawing复制图形；
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二. 操作流程
1. 开启电脑，此时面板左下方busy灯及state灯 亮，打开电化学工作站后面电源，面板左上 方busy灯亮；
2. 点击桌面快捷方式Thales USB或开始程序中 的Thales→Thales USB进入；
3. 点击D Start Thales 进入工作界面；
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按照颜色一致原则接线，红色为对电极，绿色为参比电极， 黑色（三电极体系时，黑色电极与蓝色电极相连作为一个电 极）为工作电极，按照从下到上原则接线。
20kHz，± 200kHz； 旋转圆盘电极： 综合电化学配件包：玻璃碳工作电极，3根Ag/AgCl参比电极，
参比电极储存瓶，铂丝辅助电极，工作电极安装组件，工作 电极安装工具，电极抛光工具，乙烯基气体管道，12个标准 电池瓶。
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3. 优点： IM6ex电化学工作站相比于其他IM6系列仪器优点：
主机包括恒电位仪/恒电流仪和频率发生器及分析仪； 硬件结构为一体化设计，支持高频率高输入阻抗测试，具
有强大的扩展能力； 软件控制界面友好，功能强大，能满足绝大多数电化学研
究需要。 IM6ex电化学工作站因其功能齐全广泛应用于化学与物理 电源、功能材料、腐蚀与防护、电化学沉积、电化学分析 及教学。
电化学工作站介绍及使用方法PPT参考课件
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4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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4.1.2在控制界面中点击图标，在弹出的对话框中设置参数。
❖ Init E (V)：起始电位，-10 － +10 ❖ High E (V)：最高电位，-10 － +10 ❖ Low E (V)： 最低电位，-10 － +10 ❖ Initial Scan：起始扫描方向，Positive（阳极）或者 Negative 阴极） ❖ Scan Rate （V/s）：扫描速度，1e-6 － 20000 ❖ Sweep Segments：扫描圈数，1 － 1000000 ❖ Sample Interval （V）：样品间隔，1e-6 － 0.064 ❖ Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 ❖ Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
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实验测定结束后，单击图标，弹出保存对话框， 输入文件名称及选择保存路径，单击保存。
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五、常见故障与消除
❖ 参比电极、工作电极断路 ❖ 接触不良 ❖ 三电极之间短路 ❖不合理的预设参数 ❖ 数 据 溢 出 (Overflow)
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22
例如：
23
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4.3 安培i-t曲线法
25
Init E (V)： 起始电位，-10 － +10
Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50
Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5
Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3
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4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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4.1.2在控制界面中点击图标，在弹出的对话框中设置参数。
❖ Init E (V)：起始电位，-10 － +10 ❖ High E (V)：最高电位，-10 － +10 ❖ Low E (V)： 最低电位，-10 － +10 ❖ Initial Scan：起始扫描方向，Positive（阳极）或者 Negative 阴极） ❖ Scan Rate （V/s）：扫描速度，1e-6 － 20000 ❖ Sweep Segments：扫描圈数，1 － 1000000 ❖ Sample Interval （V）：样品间隔，1e-6 － 0.064 ❖ Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 ❖ Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
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实验测定结束后，单击图标，弹出保存对话框， 输入文件名称及选择保存路径，单击保存。
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五、常见故障与消除
❖ 参比电极、工作电极断路 ❖ 接触不良 ❖ 三电极之间短路 ❖不合理的预设参数 ❖ 数 据 溢 出 (Overflow)
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例如：
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4.3 安培i-t曲线法
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Init E (V)： 起始电位，-10 － +10
Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50
Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5
Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3
电化学工作站介绍及使用方法36页PPT
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0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
电化学工作站介绍及使用方法
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。8、吁嗟 Nhomakorabea身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
Thank you
电化学工作站的基本原理及其应用
❖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：
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
❖ 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。
❖ 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
❖ 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.
电化学工作站ppt课件
6
பைடு நூலகம்
经典恒电位电路—大功率蓄电池和低阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电位电路
7
经典恒电流电路—高电压蓄电池组和高阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电流电路
8
2.电化学测试方法
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。
的小振幅的交流电压，测量交流电势与电流信 号的比值（此比值即为系统的阻抗）随正弦波 频率ω的变化，或者是阻抗的相位角Φ随ω的变 化。进而分析电极过程动力学、双电层和扩散 等，研究电极材料、固体电解质、导电高分子 以及腐蚀防护等机理。只要该体系具有双电极， 并在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电 流相应特性即可。
3
国外主要的电化学工作站
仪器型号 1200系列 2000、7000系列 Autolab系列 BAS系列 CHI系列 EG&G 270系列 IM6/6e系列 OMNI90系列 PG系列 PINE AF系列 Powerlab系列 PS-205系列 Voltalab系列
……
厂家（公司） Solartron Analytical AMEL srl ECochemie BioAnalytical Systems CH Instrument Princeton Applied Research ZAHNER Elektrik Cypress Systems HEKA Instrument Pine Instrument ADInstruments ELCHEMA Radiometer Analytical
பைடு நூலகம்
经典恒电位电路—大功率蓄电池和低阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电位电路
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经典恒电流电路—高电压蓄电池组和高阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电流电路
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2.电化学测试方法
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。
的小振幅的交流电压，测量交流电势与电流信 号的比值（此比值即为系统的阻抗）随正弦波 频率ω的变化，或者是阻抗的相位角Φ随ω的变 化。进而分析电极过程动力学、双电层和扩散 等，研究电极材料、固体电解质、导电高分子 以及腐蚀防护等机理。只要该体系具有双电极， 并在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电 流相应特性即可。
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国外主要的电化学工作站
仪器型号 1200系列 2000、7000系列 Autolab系列 BAS系列 CHI系列 EG&G 270系列 IM6/6e系列 OMNI90系列 PG系列 PINE AF系列 Powerlab系列 PS-205系列 Voltalab系列
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厂家（公司） Solartron Analytical AMEL srl ECochemie BioAnalytical Systems CH Instrument Princeton Applied Research ZAHNER Elektrik Cypress Systems HEKA Instrument Pine Instrument ADInstruments ELCHEMA Radiometer Analytical
CHI电化学工作站详细教程PPT课件
务。
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单击 Setup/System
菜单进入 系统参数设定
第9页/共83页
交流电 频率
界 面 模 式
通信端口设定：一般选择Com1口， 当Com1口被其他设备占用时，可尝
试使用Com2口及其他接口。
电压坐标轴正方向的 位置（左/右）
电流坐标轴正方向的 位置（上/下）
极化电流的正方向 （阴极/阳极） 清除ADC 校准系数
•振幅（电位值）
•第一脉冲宽度（时间值）
•第二脉冲宽度（时间值）
常规脉冲伏安法中电位与时间的关系如下图：
•取样间隔（电位值）
电 位
阶跃高度
第一 脉冲
第值） •稳定时间
初始电位
脉冲周期
•灵敏度
第时3间3页/共83页
可选极谱法模式
3.2.2.10 Square Wave Voltammetr y（方波伏安法）
第3页/共83页
• 控制电位范围：-10V~+10V • 电流范围：-250mA~+250mA • 上升时间：<2μS • 适用体系：2、3、4电极体系 • mV • 主采样速率：500KHz • 灵敏度：0.1~10-12 A/V 共34档 • 电流下限：<50pA • 具有电流、电位自动或手动滤波功能，自动或手动IR补偿功能，自动调零
阶跃高度
初始电位
脉冲宽度 脉冲周期
终点电位
•稳定时间
•灵敏度
时间
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可选极谱法模式
3.2.2.9 Differential Normal Pulse Voltammetr y （差分常规脉冲伏安法）
差分常规脉冲伏安法简称DNPV， 其参数设置由上至下依次为：
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单击 Setup/System
菜单进入 系统参数设定
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交流电 频率
界 面 模 式
通信端口设定：一般选择Com1口， 当Com1口被其他设备占用时，可尝
试使用Com2口及其他接口。
电压坐标轴正方向的 位置（左/右）
电流坐标轴正方向的 位置（上/下）
极化电流的正方向 （阴极/阳极） 清除ADC 校准系数
•振幅（电位值）
•第一脉冲宽度（时间值）
•第二脉冲宽度（时间值）
常规脉冲伏安法中电位与时间的关系如下图：
•取样间隔（电位值）
电 位
阶跃高度
第一 脉冲
第值） •稳定时间
初始电位
脉冲周期
•灵敏度
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可选极谱法模式
3.2.2.10 Square Wave Voltammetr y（方波伏安法）
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• 控制电位范围：-10V~+10V • 电流范围：-250mA~+250mA • 上升时间：<2μS • 适用体系：2、3、4电极体系 • mV • 主采样速率：500KHz • 灵敏度：0.1~10-12 A/V 共34档 • 电流下限：<50pA • 具有电流、电位自动或手动滤波功能，自动或手动IR补偿功能，自动调零
阶跃高度
初始电位
脉冲宽度 脉冲周期
终点电位
•稳定时间
•灵敏度
时间
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可选极谱法模式
3.2.2.9 Differential Normal Pulse Voltammetr y （差分常规脉冲伏安法）
差分常规脉冲伏安法简称DNPV， 其参数设置由上至下依次为：
电化学工作站介绍及使用方法课件
CHI660C电化学工作站 使用方法
一、仪器介绍
CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
的动态范围可用Help（帮助）看到．如果你输入的参数超出 了许可范围，程序会给出警告，给出许可范围，并让你修 改．在数据采样不溢出的情况下，你应该选择尽可能高的 Sensitivity（灵敏度）．这样模／数转换器可充分利用其 动态范围．这可保证数据有较高的精度和较高的信噪比．
Run 运行实验
4.4 交流阻抗法
例如
Init E：起始电势。 High Frequency：高频，105Hz。 Low Frequency：低频，0.1或0.01Hz（根据试验本身需要）。 其余各项都不需设置，通常可使用软件默认的设置。
Init E：起始电势。 High Frequency：高频，105Hz。 Low Frequency：低频，0.1或0.01Hz（ 根据试验本身需要）。 其余各项都不需设置，通常可使用软件 默认的设置。
二、仪器组成
整机由电化学工作站、微机、三电极系统组成
(1) 电化学工作站
(2) 三电极系统
(3) 电源线
红夹线：接辅助电极；绿夹线：接工作电极；白夹线： 接参比电极；黑夹线：为地线
三、操作程序
1.使用前先将电源线和电极连接：红夹线接辅助电极； 绿夹线接工作电极；白夹线接参比电极。
2. 电源线和电极连接好后，将三电极系统插入电解池
SUCCESS
THANK YOU
一、仪器介绍
CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
的动态范围可用Help（帮助）看到．如果你输入的参数超出 了许可范围，程序会给出警告，给出许可范围，并让你修 改．在数据采样不溢出的情况下，你应该选择尽可能高的 Sensitivity（灵敏度）．这样模／数转换器可充分利用其 动态范围．这可保证数据有较高的精度和较高的信噪比．
Run 运行实验
4.4 交流阻抗法
例如
Init E：起始电势。 High Frequency：高频，105Hz。 Low Frequency：低频，0.1或0.01Hz（根据试验本身需要）。 其余各项都不需设置，通常可使用软件默认的设置。
Init E：起始电势。 High Frequency：高频，105Hz。 Low Frequency：低频，0.1或0.01Hz（ 根据试验本身需要）。 其余各项都不需设置，通常可使用软件 默认的设置。
二、仪器组成
整机由电化学工作站、微机、三电极系统组成
(1) 电化学工作站
(2) 三电极系统
(3) 电源线
红夹线：接辅助电极；绿夹线：接工作电极；白夹线： 接参比电极；黑夹线：为地线
三、操作程序
1.使用前先将电源线和电极连接：红夹线接辅助电极； 绿夹线接工作电极；白夹线接参比电极。
2. 电源线和电极连接好后，将三电极系统插入电解池
SUCCESS
THANK YOU
电化学工作站介绍及使用方法课件
❖ Run 运行实验
选定实验技术和参数后，便可进行实验．此命令启 动实验测量．
❖ Pause/Resume 暂停／继续实验
在伏安法实验过程中，用此命令可暂停电位扫描， 这时电解池仍接通．再次执行此命令可继续实验测 量．此命令不适用于快速实验．StopRun终止实验 执行此命令可终止实验．对于快速实验，由于实验 可在短时间内完成．大部分时间是用于数据传送， 所以此命令不适用．
五、常见故障与消除
❖ 参比电极、工作电极断路 ❖ 接触不良 ❖ 三电极之间短路 ❖不合理的预设参数 ❖ 数 据 溢 出 (Overflow)
4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
4.1.2在控制界面中点击图标，在弹出的对话框中设置参数。
❖ Init E (V)：起始电位，-10 － +10 ❖ High E (V)：最高电位，-10 － +10 ❖ Low E (V)： 最低电位，-10 － +10 ❖ Initial Scan：起始扫描方向，Positive（阳极）或者 Negative 阴极） ❖ Scan Rate （V/s）：扫描速度，1e-6 － 20000 ❖ Sweep Segments：扫描圈数，1 － 1000000 ❖ Sample Interval （V）：样品间隔，1e-6 － 0.064 ❖ Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 ❖ Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
例如：
4.3 安培i-t曲线法
Init E (V)： 起始电位，-10 － +10 Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50 Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5 Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3 Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
电化学工作站ppt课件
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国别 英国 意大利 荷兰 美国 美国 美国 德国 美国 德国 美国 澳大利亚 美国 法国
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。
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常用的电化学测试方法技术为： 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。
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电化学实验控制参数：
✓ 初始电位
✓ 终止电位
✓ 扫描速度
✓ 扫描方向
✓ 扫描周期数或 单方向扫描
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1.1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。
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1.3 恒电位仪、恒电流仪的基本概念 恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器
之一，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。 恒电流仪也是电化学测试中最重要的仪 器之一，其原理与恒电位仪类似。
国别 英国 意大利 荷兰 美国 美国 美国 德国 美国 德国 美国 澳大利亚 美国 法国
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。
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常用的电化学测试方法技术为： 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。
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电化学实验控制参数：
✓ 初始电位
✓ 终止电位
✓ 扫描速度
✓ 扫描方向
✓ 扫描周期数或 单方向扫描
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1.1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。
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1.3 恒电位仪、恒电流仪的基本概念 恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器
之一，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。 恒电流仪也是电化学测试中最重要的仪 器之一，其原理与恒电位仪类似。
电化学工作站原理及应用 ppt课件
参比电极
常见的参比电极
①甘汞电极；
Hg|Hg2Cl2|Cl-
H g 2 C l2 2 e 2 H g 2 C l
0
RT F
ln
aCl
由于Hg+→Hg2+ （亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。<70℃
，另外，［Cl-］要饱和，防止 发a生C l 变化)。
参比电极
常见的参比电极
② 汞-硫酸亚汞电极；
④ 气体电极：要注意气体的入口和出口
例如：燃料电池的氢电极、氧电极。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
⑤ 辅助电极的位置、大小及形状；
位置：与WE平行放置； 大小：SCE>5SWE。
WE
CE
WE CE
消除边缘效应，实现
WE
CE
电力线的均匀分布
边缘效应
等势面
研 -参 =研 -界 +IR
三电极体系中各组成部分的作用和要求
0
RT F
ln
a OH
Hg2+，比较稳定，但具有较强的氧化性，应防止还原性物质对Hg2+的影响 。
参比电极
常见的参比电极
④ 银-氯化银电极；
Ag|AgCl|Cl-
AgCle AgCl
0
RT F
ln
a Cl
络合离子Ag2Cl2 不稳定 Ag+→Ag2+ (光敏性强)
Cl-、Br-和I-中，Cl-溶解度最大，所以：A g B I C r A l I g C Bl
若 RAB R池，则测量精度如要满足1 mV，需要
RAB 1000R池
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实验，也可以做基于这三 种基本功能的程式化实验。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。
电化学工作站(1)
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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。 从原理上来说，阻抗测量可以应用于任何物 理材料，任何体系，只要该体系具有双电极，并 在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电流相 应的特性即可。
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电化学工作站的简单模型
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1.1 CS350电化学工作站
CS350电化学工作站：是集电化学分析方法和电化 学测试方法于一体的电化学通用仪器，能完成循环伏安、 阶梯伏安、脉冲伏安、溶出伏安等电化学分析方法；还可 以完成恒电流（位）极化、动电位（流）扫描、电化学噪 声（电偶电流）、电化学阻抗（EIS）等电化学测试等功 能，还可以进行线性扫描循环伏安（CV）、差分脉冲伏 安（DPV）和常规脉冲伏安（NPV）以及差分常规脉冲 伏安（DNPV）等电分析方法。 测试系统控制与数据处理软件是基于Windows 2000/XP操作系统的，用户界面遵守Windows软件的 设计规则，容易安装和使用。系统软件为方便使用者提供 了强大的功能，包括文件管理、全面的实验控制、灵活的 图形显示、数据的存贮与打印等。系统软件具有良好的用 户界面，命令行参数所用的电化学理论和方法都尽可能采 用最为通用的电化学方面的术语 。
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2. 电化学测试方法
电化学测试是基于动力学方法研究电化学过 程特征的基本方法。电化学测试方法是将化学物 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
电化学工作站的原理与应用PPT课件
E研参
若要求：VAB E ，I 测 0 则要
研
参
I测 0
一般 I测 107 A就满足测量精度要求
精确测量的注意事项
测量或控制电位仪器的要求
① 内阻足够大；
A
B
研
参
一般 I测 107 A就满足测量精度要求
I测RABER池107 A
若 RAB R，池则
I测
E R AB
RAB 107
考虑R池也有一定的值R ，AB 故106~107
若 RAB R池，则测量精度如要满足1 mV，需要
RAB 1000R池
❖ 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实验，也可以做基于这三种基 本功能的程式化实验。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。
太小：研究体系浓度变化；太大：浪费
浓度变化：J0 nFkc，可见c与J0有关→η。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
③ 鲁金Luggin毛细管距离；
太近：电位测不准；太远：较大的欧姆压降；
距离(管直径) ld0.1~0.3m m ，这是半定性半定量关系；
鲁金：是苏联电化学创始人“A.H.弗鲁姆金”院士的人名，为了纪念他 发明的装置，他是经典电化学的奠基人。
②辅助电极形状应与研究电极相同，以实现均匀电场作用。
精确测量的注意事项
参比电极电位必须稳定 温度系数小
I参 0， I参107A/cm2
例：要测定i0很小的热力学体系的平衡电位，在测量电路溶 液处理方面各有何要求？为什么？
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三、电化学测试方法
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。
常用的电化学测试方法技术为：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。
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二、三电极系统
参比电极的种类：不同研究体 系可选择不同的参比电极。水溶液 体系中常见的参比电极有:饱和甘 汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准 氢电极(SHE或NHE)等。
许多有机电化学测量是在非水 溶剂中进行的，尽管水溶液参比电 极也可以使用，但不可避免地会给 体系带入水分，影响研究效果，因 此，建议最好使用非水参比体系。 常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙 腈)。 工业上常应用简易参比电极， 或用辅助电极兼做参比电极 。
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二、三电极系统
工作电极: 又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发 生。一般来讲，对工作电极的基本要求是：(1)所研究的电化学 反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较 大的电位区域中进行测定；(2)电极必须不与溶剂或电解液组分 发生反应；(3)电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一平滑 的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。
电化学工作站简介
一、电化学工作站简述 二、三电极系统 三、电化学测试方法
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一、电化学工作站简述
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。
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。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。
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二、三电极系统
辅助电极:又称对电极，辅助电极和工作电极组成回路，使 工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生， 但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧 化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工 作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性 能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反 应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或 离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。
2
一、电化学工作站简述
电化学工作站基本原理图：
321电化学ຫໍສະໝຸດ 作站1、工作电极 2、参比电极 3、对电极
3
一、电化学工作站简述
各种类型的电化学工作站
4
二、三电极系统
电极是与电解质溶 液或电解质接触的电子 导体或半导体，为多相 体系。电化学体系借助 于电极实现电能的输入 或输出，电极是实施电 极反应的场所。一般电 化学体系分为二电极体 系和三电极体系，用的 较多的是三电极体系。 相应的三个电极为工作 电极、参比电极和辅助 电极。
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二、三电极系统
工作电极的选择：通常根据研究 的性质来预先确定电极材料，但最 普通的“惰性”固体电极材料是玻 碳(铂、金、银、铅和导电玻璃）等。
采用固体电极时，为了保证实验 的重现性，必须注意建立合适的电 极预处理步骤，以保证氧化还原、 表面形貌和不存在吸附杂质的可重 现状态。
在液体电极中，汞和汞齐是最常 用的工作电极，它们都是液体，都 有可重现的均相表面，制备和保持 清洁都较容易，同时电极上有高的 氢析出超电势，被广泛用于电化学 分析。
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二、三电极系统
参比电极: 是指一个已知 电势的接近于理想不极化的电 极。参比电极上基本没有电流 通过，用于测定研究电极(相 对于参比电极)的电极电势。
在控制电位实验中，因为 参比半电池保持固定的电势， 因而加到电化学池上的电势的 任何变化值直接表现在工作电 极/电解质溶液的界面上。实 际上，参比电极起着既提供热 力学参比，又将工作电极作为 研究体系隔离的双重作用。
三、电化学测试方法
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。
常用的电化学测试方法技术为：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。
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二、三电极系统
参比电极的种类：不同研究体 系可选择不同的参比电极。水溶液 体系中常见的参比电极有:饱和甘 汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准 氢电极(SHE或NHE)等。
许多有机电化学测量是在非水 溶剂中进行的，尽管水溶液参比电 极也可以使用，但不可避免地会给 体系带入水分，影响研究效果，因 此，建议最好使用非水参比体系。 常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙 腈)。 工业上常应用简易参比电极， 或用辅助电极兼做参比电极 。
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二、三电极系统
工作电极: 又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发 生。一般来讲，对工作电极的基本要求是：(1)所研究的电化学 反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较 大的电位区域中进行测定；(2)电极必须不与溶剂或电解液组分 发生反应；(3)电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一平滑 的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。
电化学工作站简介
一、电化学工作站简述 二、三电极系统 三、电化学测试方法
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一、电化学工作站简述
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。
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。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。
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二、三电极系统
辅助电极:又称对电极，辅助电极和工作电极组成回路，使 工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生， 但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧 化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工 作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性 能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反 应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或 离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。
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一、电化学工作站简述
电化学工作站基本原理图：
321电化学ຫໍສະໝຸດ 作站1、工作电极 2、参比电极 3、对电极
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一、电化学工作站简述
各种类型的电化学工作站
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二、三电极系统
电极是与电解质溶 液或电解质接触的电子 导体或半导体，为多相 体系。电化学体系借助 于电极实现电能的输入 或输出，电极是实施电 极反应的场所。一般电 化学体系分为二电极体 系和三电极体系，用的 较多的是三电极体系。 相应的三个电极为工作 电极、参比电极和辅助 电极。
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二、三电极系统
工作电极的选择：通常根据研究 的性质来预先确定电极材料，但最 普通的“惰性”固体电极材料是玻 碳(铂、金、银、铅和导电玻璃）等。
采用固体电极时，为了保证实验 的重现性，必须注意建立合适的电 极预处理步骤，以保证氧化还原、 表面形貌和不存在吸附杂质的可重 现状态。
在液体电极中，汞和汞齐是最常 用的工作电极，它们都是液体，都 有可重现的均相表面，制备和保持 清洁都较容易，同时电极上有高的 氢析出超电势，被广泛用于电化学 分析。
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二、三电极系统
参比电极: 是指一个已知 电势的接近于理想不极化的电 极。参比电极上基本没有电流 通过，用于测定研究电极(相 对于参比电极)的电极电势。
在控制电位实验中，因为 参比半电池保持固定的电势， 因而加到电化学池上的电势的 任何变化值直接表现在工作电 极/电解质溶液的界面上。实 际上，参比电极起着既提供热 力学参比，又将工作电极作为 研究体系隔离的双重作用。