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使用电化学工作站前搞懂电化学测定方法很重要
发布时间2019/10/30 11:35:11 阅读次数:41次

  电化学工作站采用模块化设计技术,随时能实行扩展升级,是一种控制工作电极和参比电极间电位差的电子仪器。这其中,工作电极和参比电极均是电化学电解池里的组成部分。其通过向辅助电极或对电极中注入电流,用来控制工作电极和参比电极两者间的电位差。工作电极是电压受控恒定、电流可测量的一类电极。在很多的物理电化学实验中,工作电极往往采用惰性材料,比如说金,铂或者玻碳。
  该设备在电池检测中占有关键地位,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,既能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。
  电化学测定方法是将化学物质的变化归结为电化学反应,也便是以体系中的电位、电流或者电量作为体系中发生化学反应的量度实行测定的方法。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;对被测对象实行微量测定的极谱分析;交流阻抗测试等。
  电化学工作站采用的电化学测定方法具体有以下几种:
  伏安法:线性伏安法,循环伏安法。伏安法也算是电化学测试中常用的方法,因为电流、电压均保持动态的过程,是比较常见的电化学反应过程。通常情况下,伏安法具体有线性伏安法以及循环伏安法。线性伏安法使用的领域较广,主要包括太阳能电池光电性能的测试,燃料电池等氧还原曲线的测试以及电催化中催化曲线的测试等。而循环伏安法,具体用以探究超级电容器的储能大小及电容行为、材料的氧化还原特性等。
  交流阻抗法。控制电化学系统的电流在小幅度的条件下随时间变化,同时测量电势随时间的变化获取阻抗或导纳的性能,进而实行电化学系统的反应机理分析及计算系统的相应参数等。交流阻抗谱能分为电化学阻抗谱和交流伏安法。探究的是某一极化状态下,不同频率下的电化学阻抗性能,而交流伏安法是在某一特定频率下,研究交流电流的振幅和相位随时间的变化。
  稳态测试:恒电流法及恒电势法。稳态即电化学参量(电极电势,电流密度,电极界面状态等)变化甚微或基本不变的状态。常用的稳态测试方法,当然便是恒电流法及恒电势法,故名思意,便是给电化学体系一个恒定不变的电流或者电极电势的条件。
  往往可运用恒电位仪或者工作站来实现这种条件。通过在工作站简单地设置电流或电势以及时间这几个参数,就可以有效地使用这两种方法啦。该方法用的比较多的地方主要有:活性材料的电化学沉积以及金属稳态极化曲线的测定等。
  暂态测试:控制电流阶跃及控制电势阶跃法。这个暂态当然是相对于稳态而言的,在一个稳态向另一个稳态的转变过程中,任意一个电极还未达到稳态时,都处于暂态过程,如双电层充电过程,电化学反应过程以及扩散传质过程等。
  要数控制电流阶跃法以及控制电势阶跃法这两种。控制电流阶跃法,也叫计时电位法,即在某一时间点,电流发生突变,而在其他时间段,电流保持相应的恒定状态。利用这种暂态的控制方法,一般可以探究一些电化学变化过程的性质,如能源存储设备充电过程的快慢,界面的吸附或扩散作用的判断等,计时电流法还可以用以探究电致变色材料变色性能的优劣。

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