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          電化學阻抗譜精準度等高線圖(EIS-ACP)

          更新時間:2023-08-24      點擊次數:581
          EIS Accuracy Contour Plot

          電化學阻抗譜精準度等高線圖(EIS-ACP

          1 精準度度等高線圖

          電化學阻抗譜(EIS)儀器進行精確阻抗測量的精準性隨頻率和被測量的實際負載而變化。精準度等高線圖(ACP)了解某種特定儀器EIS測量精度限制,提供了可視化工具。ACP繪制出沿水平軸的可激發頻率范圍和沿垂直軸的可測量負載范圍(見圖1)。

          ACP圖的不同區域被標記(通常通過不同顏色的陰影),每個區域代表不同的精度水平。對于任何給定的激發頻率和負載,在ACP上都可以找到相應的點,該點落在特定的區域表示EIS測量的期望精度。

          1中的示例ACP顯示了三個精確度區域。內部的大圓錐形區域(藍色陰影部分)表示頻率和負載范圍很廣,恒電位器(電化學工作站)可以精確測量復雜阻抗幅度在1%(±1.0%)以內,復雜阻抗相位角在1(±1.0°)以內。

          ACP上兩個更小更的區域(一個綠色陰影,另一個黃色陰影)顯示了EIS測量變得不那么準確的區域。綠色區域表示恒電位器可以測量2%(±2.0%)以內的阻抗值和2(±2.0°)以內的相位角。黃色區域表示阻抗大小可以測量到5%以內(±5.0%),相位角可以測量到5度以內(±5.0°)。

          在高頻率、大負載下工作時,系統中雜散電容的影響限制了測量精度。(該系統包括電化學電池、電極、連接電極的電纜以及儀器內部的測量電路。)這種電容極限在ACP上很容易觀察到(見圖1的右上部分),其中精度較低的區域顯示為向更高頻率向下傾斜的對角線帶。

          當工作在高頻率和小負載下時,測量精度不是受雜散電容的限制,而是受系統中的雜散電感的限制。感應極限也很容易在ACP上觀察到(見圖1的右下部分),其中精度較低的區域顯示為向更高頻率向上傾斜的對角線帶。

          上面的ACP示例是基于在理想條件下進行的EIS測量(即法拉第籠連接到儀器機箱;單元電纜的方向正確,直流通用,標準長度),使用已知負載(精密電阻和電容器)來探測接近電容和電感極限的測量精度。大多數ACP(負載大于100 mΩ)是基于恒電位EIS測量(10 mV RMS)。ACP的較低部分(負載小于或等于100 mΩ)是基于恒流EIS測量(100 mA RMS)。

          有許多因素可能會影響EIS測量的準確性,例如接地/屏蔽配置,單元電纜排列以及EIS實驗參數(幅度,濾波器等)的選擇。在開始和解釋頻率高于100 kHzEIS測量時需要特別注意相關細節。


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