普林斯頓電化學工作站 時間:2022-03-24
1.電化學工作站的基本概述
電化學工作站在電池檢測中占有重要地位,它將恒電位儀、恒電流儀和電化學交流阻抗分析儀有機地結合,既可以做三種基本功能的常規試驗,也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗。在試驗中,既能檢測電池電壓、電流、容量等基本參數,又能檢測體現電池反應機理的交流阻抗參數,從而完成對多種狀態下電池參數的跟蹤和分析。
研究電極上電子的運動是電化學反應的基礎,為了分別對電池或電解池的陰極,陽極發生的反應進行觀察需用到三電極體系。
加入的電極叫做參比電極,它的作用是為了測量進行這些反應的電極電位的一個基準電極。被測定的電極叫做工作電極,與工作電極相對的電極叫做輔助電極。
在三電極法中為了能夠在測定研究電極和參比電極之間電壓同時,又能任意調節研究電極的電位,最理想的設備為具有自動調節功能的恒電位儀。
恒電位儀是電化學測試中最重要的儀器,其性能的優良直接影響電化學測試結果的準確度。由它控制電極電位為指定值,以達到恒電位極化的目的。若給以指令信號,則可使電極電位自動跟蹤指令信號而變化。
電化學測定方法是將化學物質的變化歸結為電化學反應,也就是以體系中的電位、電流或者電量作為體系中發生化學反應的量度進行測定的方法。包括電流-電位曲線的測定;電極化學反應的電位分析,電極化學反應的電量分析;對被測對象進行微量測定的極譜分析;交流阻抗測試等。
電流分析法(也稱為計時安培法)、差分脈沖安培法(DPA)、差分脈沖伏安法(DPV)、循環伏安法(CV)、線性掃描伏安法(LSV)、常規脈沖伏安法(NPV)、方波伏安法(SWV)等。
電化學測試方法的優點
1) 簡單易行。可將一般難以測定的化學參數直接變換成容易測定的電參數加以測定。
2) 靈敏度高。因為電化學反應是按法拉第定律進行的,所以,即使是微量的物質變化也可以通過容易測定到的電流或電量來進行測定。
3) 實時性好。利用高精度的特點,可以檢測出微反應量,并對其進行定量。
3.電化學工作站的基本原理及其應用
交流阻抗方法是用小幅度交流信號擾動電解池,并觀察體系在穩態時對擾動的跟隨的情況,同時測量電極的交流阻抗,進而計算電極的電化學參數。從原理上來說,阻抗測量可應用于任何物理材料,任何體系,只要該體系具有雙電極,并在該雙電極上對交流電壓具有瞬時的交流電流相應特性即可。
交流阻抗譜(EIS)在金屬表面鈍化方面的應用:要確定某鈍化工藝中Fe2+濃度對鈍化效果的影響,可以在不同的Fe2+濃度下測試出交流阻抗曲線,從中篩選出最合適的工況。表明濃度1比濃度2、濃度3的成膜工藝要好,因此可以選擇濃度1作為該參數的最佳條件。
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