電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜(electrochemical impudence spectroscopy，EIS)是(shì)一(yī)種(zhǒng)重要(yào)的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)測試方(fāng)法(fǎ)，在(zài)電(diàn)化(huà)學(xué)领域尤其(qí)是(shì)锂離子電(diàn)池领域具有廣泛的(de)应用(yòng)，如(rú)電(diàn)導率、表(biǎo)觀化(huà)學(xué)擴散系(xì)數、SEI的(de)生(shēng)长演變(biàn)、電(diàn)荷转移及(jí)物(wù)質(zhì)傳递过程的(de)动态測量(liàng)。

　　1.EIS實(shí)验(yàn)原理(lǐ)

　　電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜是(shì)在(zài)電(diàn)化(huà)學(xué)電(diàn)池處(chù)于(yú)平衡狀态下(開(kāi)路(lù)狀态)或(huò)者(zhě)在(zài)某一(yī)穩定(dìng)的(de)直(zhí)流极(jí)化(huà)条(tiáo)件(jiàn)下，按照正(zhèng)弦規律施加小幅交流激勵信(xìn)号(hào)，研究電(diàn)化(huà)學(xué)的(de)交流阻抗随頻率的(de)變(biàn)化(huà)關(guān)系(xì)，稱之(zhī)为頻率域阻抗分(fēn)析方(fāng)法(fǎ)。也(yě)可(kě)以固定(dìng)頻率，測量(liàng)電(diàn)化(huà)學(xué)電(diàn)池的(de)交流阻抗随时(shí)間(jiān)的(de)變(biàn)化(huà)，稱之(zhī)为时(shí)間(jiān)域阻抗分(fēn)析方(fāng)法(fǎ)。

　　锂離子電(diàn)池的(de)基础研究中(zhōng)更(gèng)多(duō)的(de)用(yòng)頻率域阻抗分(fēn)析方(fāng)法(fǎ)。EIS由(yóu)于(yú)記(jì)录(lù)了電(diàn)化(huà)學(xué)電(diàn)池不(bù)同響应頻率的(de)阻抗，而(ér)一(yī)般測量(liàng)覆蓋了宽(kuān)的(de)頻率范圍(mHz-MHz)，因此(cǐ)可(kě)以分(fēn)析反(fǎn)应时(shí)間(jiān)常數存在(zài)差异(yì)的(de)不(bù)同的(de)電(diàn)极(jí)过程。

　　電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜數據(jù)可(kě)以有多(duō)種(zhǒng)展(zhǎn)示方(fāng)法(fǎ)，最(zuì)常用(yòng)的(de)为複數阻抗图(tú)和(hé)阻抗波(bō)特图(tú)。複數阻抗图(tú)是(shì)以阻抗的(de)實(shí)部(bù)为橫軸，負的(de)虛部(bù)为縱軸繪制的(de)曲(qū)線(xiàn)，亦稱之(zhī)为Nyquist图(tú)或(huò)Cole-cole图(tú)。阻抗波(bō)特图(tú)則由(yóu)两(liǎng)条(tiáo)曲(qū)線(xiàn)組成(chéng)，其(qí)中(zhōng)的(de)一(yī)条(tiáo)曲(qū)線(xiàn)描述阻抗模量(liàng)|Z|随頻率的(de)變(biàn)化(huà)關(guān)系(xì)，稱之(zhī)为Bode模量(liàng)图(tú);另(lìng)一(yī)条(tiáo)曲(qū)線(xiàn)描述阻抗的(de)相位(wèi)角(jiǎo)随頻率的(de)變(biàn)換關(guān)系(xì)，稱之(zhī)为Bode相位(wèi)图(tú)。一(yī)般測量(liàng)时(shí)同时(shí)給(gěi)出(chū)模量(liàng)图(tú)和(hé)相位(wèi)图(tú)，統稱为阻抗Bode图(tú)。除此(cǐ)之(zhī)外，還(huán)包(bāo)括介電(diàn)系(xì)數譜(e'，-e")，介電(diàn)模量(liàng)譜(M'，-M")。

　　2. EIS實(shí)验(yàn)測試方(fāng)法(fǎ)

　　電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜測試結果的(de)可(kě)靠性(xìng)需要(yào)滿足一(yī)定(dìng)的(de)前(qián)提(tí)条(tiáo)件(jiàn)，由(yóu)于(yú)不(bù)同的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜儀，其(qí)頻率測試范圍，電(diàn)流、電(diàn)壓承受范圍及(jí)控制精度，測試精度各(gè)不(bù)相同，此(cǐ)外，EIS測試體(tǐ)系(xì)的(de)構型也(yě)非常豐富;一(yī)方(fāng)面(miàn)，锂離子電(diàn)池中(zhōng)包(bāo)含的(de)可(kě)用(yòng)于(yú)研究測試的(de)體(tǐ)系(xì)非常龐大(dà)，如(rú)半電(diàn)池、全(quán)電(diàn)池、扣(kòu)式電(diàn)池、大(dà)容量(liàng)電(diàn)池(相較于(yú)扣(kòu)式電(diàn)池)、電(diàn)极(jí)材料、電(diàn)解(jiě)質(zhì)材料、单颗(kē)粒(lì)、薄膜、块(kuài)材、原位(wèi)及(jí)非原位(wèi)等體(tǐ)系(xì);另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，在(zài)引入如(rú)温(wēn)度、湿(shī)度及(jí)電(diàn)池的(de)荷電(diàn)态SOC等环(huán)境變(biàn)量(liàng)信(xìn)息，可(kě)用(yòng)于(yú)電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜測試的(de)锂離子電(diàn)池體(tǐ)系(xì)将非常龐大(dà)。因此(cǐ)，針(zhēn)对(duì)不(bù)同的(de)測試體(tǐ)系(xì)及(jí)环(huán)境因素，需要(yào)有針(zhēn)对(duì)性(xìng)的(de)選取(qǔ)EIS測試儀器，構建合适的(de)電(diàn)极(jí)構型，設置合理(lǐ)的(de)測試參數。

　　常見(jiàn)的(de)用(yòng)于(yú)EIS測試的(de)電(diàn)化(huà)學(xué)工作站的(de)特點(diǎn)及(jí)功能(néng):

　　值得注意(yì)的(de)是(shì)，盡管(guǎn)電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜的(de)作用(yòng)很大(dà)，但用(yòng)好電(diàn)化(huà)學(xué)阻抗譜，並(bìng)合理(lǐ)的(de)解(jiě)析阻抗譜數據(jù)並(bìng)非一(yī)件(jiàn)简单的(de)事(shì)情(qíng)。合理(lǐ)的(de)使用(yòng)EIS可(kě)以幫助研究人(rén)員更(gèng)好的(de)理(lǐ)解(jiě)電(diàn)池，提(tí)升(shēng)電(diàn)池研發(fà)的(de)水(shuǐ)平。