1.簡介

PEIS（Potentiostatic Electrochemical Impedance Spectroscopy）即恒電位電化學(xué)阻抗譜，是以一個(gè)正弦波電位為擾動(dòng)信號(hào)的阻抗測量方法。PEIS采用恒電位模式，電位可以設(shè)為某一固定值或與電解池平衡電位相當(dāng)。

PEIS總圖

工作電極電位遵循以下公式：

流程圖包括四個(gè)部分：

單正弦或多正弦模式

起始電壓

記錄條件下的頻率掃描

重復(fù)序列

PEIS詳圖

起始電壓

Set Ewe to E=…V vs. Ref/Eoc/Ectrl/Emeas

       For t_E=…h…mn…s

設(shè)定電位vs.參比電極電位或與之前的實(shí)驗(yàn)相關(guān)的：

- 開路電位（Eoc）

- 控制電位（Ectrl）

- 測試電位（Emeas）

For a  t_E=…

如果施加的電壓不是開路電壓，應(yīng)設(shè)定足夠大的 t_E來確保電流達(dá)到穩(wěn)定。在此期間，不要進(jìn)行阻抗測試。

注意：如果之前定義過其它實(shí)驗(yàn)，可以將起始電壓設(shè)置為vs.Ectrl/Emeas；如果之前沒有定義過其它實(shí)驗(yàn)則不能使用Ectrl和Emeas。

Record every dl=…pA/nA/µA and dt=…s

在交流模擬前，以電流變化dl和時(shí)間變化dt為條件，記錄直流期間的Ewe和I。

阻抗掃描

Scan from fi=…MHz/…/µHz to fr=…MHz/…/µHz

定義掃描的初始頻率（f_i）和終止頻率（f_f）。推薦從高頻向低頻掃描，可以提高掃描速度節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)也支持反向掃描。

with  Nd = … points per decade 

        Nt = … points from fi to ff

in  Logarithm spacing

     Linear spacing

定義掃描界限fi和ff之間的頻率分布

例如，fi = 100 kHz，ff = 1 kHz，Nd = 5 points per decade in Logarithm spacing, 將以以下的頻率進(jìn)行測試 (kHz): 100, 63.1, 39.8, 25.1, 15.8, 10, 6.31, 3.98, 2.51, 1.58, 1

fi = 100 kHz，ff = 1 kHz，Nt = 11 total number of points in Linear spacing, 將以以下的頻率進(jìn)行測試 (Hz): 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 1

點(diǎn)擊Show frequencies >> 按鈕顯示掃描頻率列表

注意：不能選Nd= … points per decade in linear spacing

正弦振幅Va=…mV

注意Va，Vpp和VRMS之間的關(guān)系Va = Vpp/2and VRMS = Vpp/(2）.

Wait for pw = … period before each frequency measurement

用戶可以在每一個(gè)頻率測試前加一個(gè)延遲時(shí)間。

average Na = … mesure(s) per frequency

重復(fù)Na測試然后為每一個(gè)頻率取平均值

偏移校正

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)需要校正偏差，低頻區(qū)阻抗測試時(shí)間長容易產(chǎn)生偏差。

注意：

1- 選擇該選項(xiàng)會(huì)增加采樣時(shí)間

2- 在表格右下角會(huì)顯示大概需要的實(shí)驗(yàn)時(shí)間

測試過程中可以更改zui大zui小頻率等參數(shù)。

Repeat重復(fù)

重復(fù)PEIS測試來顯示阻抗隨時(shí)間的變化

E Range=…

用戶可以通過選擇電壓范圍來調(diào)整電壓分辨率。

I Range = … Bandwidth = …

選擇電流范圍和帶寬

Loop循環(huán)

Go back to sequence Ns' = ... for nc = ... time(s)

返回之前的序列。例如，在Ns = 3中, 如果輸入“go back to Ns' = 2 for nc = 1 time” ，序列Ns = 2, Ns = 3 將運(yùn)行兩次。

nc = 0 不構(gòu)成循環(huán)，將運(yùn)行下一個(gè)序列(Ns' = Ns + 1). 如果后面沒有其他序列，實(shí)驗(yàn)停止。

在電流技術(shù)中，可以循環(huán)*個(gè)序列 (Ns = 0)或當(dāng)前的序列(Ns’ = Ns)，這與電池測試（GCPL和PCGA）不同。

Sequence repetition重復(fù)序列

該功能可以在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)高頻單正弦模式，低頻多正弦模式，也可以改變正弦波振幅，從而節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

2.其它特點(diǎn)

- 可添加序列。實(shí)現(xiàn)*部分高頻實(shí)驗(yàn)采用但正弦模式，第二部分低頻實(shí)驗(yàn)采用多正弦模式，為用戶節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

- 可在線修改實(shí)驗(yàn)設(shè)置。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)可以使用Modify, Pause, Resume or Stop 功能

- 在EIS技術(shù)中可以記錄對電極電位。通過選擇“Record Ece” ，可以同時(shí)測試工作電極和對電極的EIS并繪制Nyquist和Bode圖。

更多詳細(xì)內(nèi)容請參考EC-Lab軟件help中的EC-Lab software Techniques and Applications manual.