1,EIS基础知识,2,主要内容,EIS的测试原理 Nyquist图 电池中常见的动力学步骤 影响Nyquist图的因素 电化学体系的等效电路图 等效电路图的拟合 Li+扩散系数 电化学工作站操作,3,EIS的测试原理,给体系Z一个交流微扰信号，该信号振幅很小， 没有影响体系平衡状态； 信号频率变化；f, Hz , rad/s 根据相应信号计算。,4,Nyquist图,Z()=Zre() + jZim(),Nyquist Plot: Zim()Zre() Y X -Nyquist Plot: -Zim()Zre() Y X,5,电池中常见的动力学步骤及Nyquist图,3个主要动力学步骤： 1、钝化膜(正极表面和负极表面SEI膜); 2、电化学反应; 3、扩散. 随频率降低，在Nyquist图中依次出现。,6,极片厚度的影响,7,时间常数的影响,8,扩散系数的影响,9,粒度分布的影响,10,孔隙率的影响,11,等效电路图,2个RC回路串联； 电容C由CPE代替； CPE为恒相位元件 (constant phase element)； Warburg阻抗。,Rs,0,12,恒相位元件(CPE),孔隙率 表面粗糙度,13,Warburg阻抗,基于半无限扩散(semi-infinite diffusion )模型,Warburg系数,Ohm/s,14,修正后的Warburg阻抗,Warburg Finite-Length Warburg (FLW) semi-infinite diffusion finite diffusion,L, 扩散厚度; D, 扩散系数.,时间常数，s1/2,=1rad/s(0.16Hz)时的导纳振幅，Ss1/2,15,等效电路图的拟合,16,扩散系数的计算(1),基于半无限扩散(semi-infinite diffusion )模型,Warburg系数,17,电化学工作站操作,EIS测试 注意接线、设定频率上下限。 SIM用法,18,主界面,19,接电池,20,接电池,21,0.4 or 1.0,22,开路电位,23,开始测试,24,进入SIM,25,SIM主界面,画等效电路,调测试结果,1、选择图的样式,2、选择图的样式,3、选择原始数据文件,5、对选定的数据拟合,4、画等效电路,26,选择图的样式,27,选择图的样式,28,进入等效电路界面并命名,29,画等效电路并赋初值,初值条件下等效电路对应的图,30,初值条件下等效电路对应的图,31,弹出对话框,32,正在读取数据,33,读完数据,34,原始数据图,35,开始拟合,36,正在拟合,37,拟合完成,38,拟合结果,