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　　交流阻抗也(yě)叫做電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy，簡寫爲(wéi / wèi) EIS)，早期的(de)電化學文獻中稱爲(wéi / wèi)交流阻抗。阻抗測量原本是(shì)電學中研究線性電路網絡頻率響應特性的(de)一(yī / yì ／yí)種方法，引用到(dào)研究電極過程，成了(le／liǎo)電化學研究中的(de)一(yī / yì ／yí)種實驗方法。

　　電化學阻抗譜（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS） — 給電化學工作站施加一(yī / yì ／yí)個(gè)頻率不(bù)同的(de)小振幅的(de)交流正弦電勢波，測量交流電勢與電流信号的(de)比值（系統的(de)阻抗）随正弦波頻率w的(de)變化，或者是(shì)阻抗的(de)相位角f 随w的(de)變化。

　　利用EIS研究一(yī / yì ／yí)個(gè)電化學工作站的(de)基本思路：

　　将電化學工作站看作是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)等效電路，這(zhè)個(gè)等效電路是(shì)由電阻（R）、電容（C）、電感（L）等基本元件按串聯或并聯等不(bù)同方式組合而(ér)成，通過EIS，可以(yǐ)測定等效電路的(de)構成以(yǐ)及各元件的(de)大(dà)小，利用這(zhè)些元件的(de)電化學含義，來(lái)分析電化學系統的(de)結構和(hé / huò)電極過程的(de)性質等。

　　電化學工作站中的(de)交流阻抗的(de)含義

　　給黑箱（電化學工作站M）輸入一(yī / yì ／yí)個(gè)擾動函數X，它就(jiù)會輸出(chū)一(yī / yì ／yí)個(gè)響應信号Y。用來(lái)描述擾動與響應之(zhī)間關系的(de)函數，稱爲(wéi / wèi)傳輸函數G(w)。若系統的(de)内部結構是(shì)線性的(de)穩定結構，則輸出(chū)信号就(jiù)是(shì)擾動信号的(de)線性函數。

　　Y=G(w)X，Y/X=G(w)

　　如果X爲(wéi / wèi)角頻率爲(wéi / wèi)w的(de)正弦波電流信号，則Y即爲(wéi / wèi)角頻率也(yě)爲(wéi / wèi)w的(de)正弦電勢信号，此時(shí)，傳輸函數G(w)也(yě)是(shì)頻率的(de)函數，稱爲(wéi / wèi)頻響函數，這(zhè)個(gè)頻響函數就(jiù)稱之(zhī)爲(wéi / wèi)系統Ｍ的(de)阻抗（impedance)， 用Z 表示。

　　如果X爲(wéi / wèi)角頻率爲(wéi / wèi)w的(de)正弦波電勢信号，則Y即爲(wéi / wèi)角頻率也(yě)爲(wéi / wèi)w的(de)正弦電流信号，此時(shí)，頻響函數G(w)就(jiù)稱之(zhī)爲(wéi / wèi)系統Ｍ的(de)導納（admittance)， 用Y表示。

阻抗和(hé / huò)導納統稱爲(wéi / wèi)阻納（immittance）, 用G表示。阻抗和(hé / huò)導納互爲(wéi / wèi)倒數關系，Z=1/Y。

　　阻納G是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)随w變化的(de)矢量，通常用角頻率w（或一(yī / yì ／yí)般頻率f，w=2pf）的(de)複變函數來(lái)表示，即：EIS技術就(jiù)是(shì)測定不(bù)同頻率w（f ）的(de)擾動信号X 和(hé / huò)響應信号 Y 的(de)比值，得到(dào)不(bù)同頻率下阻抗的(de)實部Z‘、虛部Z ’‘、模值|Z |和(hé / huò)相位角f，然後将這(zhè)些量繪制成各種形式的(de)曲線，就(jiù)得到(dào)EIS抗譜。

　　EIS測量的(de)前提條件

　　因果性條件(causality):輸出(chū)的(de)響應信号隻是(shì)由輸入的(de)擾動信号引起的(de)的(de)。

　　線性條件(linearity): 輸出(chū)的(de)響應信号與輸入的(de)擾動信号之(zhī)間存在(zài)線性關系。電化學系統的(de)電流與電勢之(zhī)間是(shì)動力學規律決定的(de)非線性關系，當采用小幅度的(de)正弦波電勢信号對系統擾動，電勢和(hé / huò)電流之(zhī)間可近似看作呈線性關系。通常作爲(wéi / wèi)擾動信号的(de)電勢正弦波的(de)幅度在(zài)5mV左右，一(yī / yì ／yí)般不(bù)超過10mV。

　　穩定性條件(stability): 擾動不(bù)會引起系統内部結構發生變化，當擾動停止後，系統能夠回複到(dào)原先的(de)狀态。可逆反應容易滿足穩定性條件；不(bù)可逆電極過程，隻要(yào / yāo)電極表面的(de)變化不(bù)是(shì)很快，當擾動幅度小，作用時(shí)間短，擾動停止後，系統也(yě)能夠恢複到(dào)離原先狀态不(bù)遠的(de)狀态，可以(yǐ)近似的(de)認爲(wéi / wèi)滿足穩定性條件

　　EIS的(de)特點

　　由于(yú)采用小幅度的(de)正弦電勢信号對系統進行微擾，電極上(shàng)交替出(chū)現陽極和(hé / huò)陰極過程，二者作用相反，因此，即使擾動信号長時(shí)間作用于(yú)電極，也(yě)不(bù)會導緻極化現象的(de)積累性發展和(hé / huò)電極表面狀态的(de)積累性變化。因此EIS法是(shì)一(yī / yì ／yí)種“準穩态方法”。

　　由于(yú)電勢和(hé / huò)電流間存在(zài)線性關系，測量過程中電極處于(yú)準穩态，使得測量結果的(de)數學處理簡化。

　　EIS是(shì)一(yī / yì ／yí)種頻率域測量方法，可測定的(de)頻率範圍很寬，因而(ér)比常規電化學方法得到(dào)更多的(de)動力學信息和(hé / huò)電極界面結構信息。

　　注意事項：

　　在(zài)固體電極的(de)EIS測量中發現，曲線總是(shì)或多或少的(de)偏離半圓軌迹，而(ér)表現爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)段圓弧，被稱爲(wéi / wèi)容抗弧，這(zhè)種現象被稱爲(wéi / wèi)“彌散效應”，原因一(yī / yì ／yí)般認爲(wéi / wèi)同電極表面的(de)不(bù)均勻性、電極表面的(de)吸附層及溶液導電性差有關，它反映了(le／liǎo)電極雙電層偏離理想電容的(de)性質。

　　溶液電阻RW除了(le／liǎo)溶液的(de)歐姆電阻外，還包括體系中的(de)其它可能存在(zài)的(de)歐姆電阻，如電極表面膜的(de)歐姆電阻、電池隔膜的(de)歐姆電阻、電極材料本身的(de)歐姆電阻等。