交流電壓和電流幅度和相位
EIS 測(cè)試示意圖
E(ω)=隨頻率變化的輸入電壓值
I(ω) =隨頻率變化的輸出電流值
ω=2πf 角頻率
由于施加的電壓信號(hào)的幅度很小，使得交流阻抗測(cè)試對(duì)研究的系統(tǒng)沒(méi)有破壞性，并且交流阻抗還可以進(jìn)行原位測(cè)試并獲得豐富的息，所以 EIS 方法已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于儲(chǔ)能元件，金屬腐蝕，電極表面的吸附與解析，電化學(xué)合成，催化劑動(dòng)態(tài)，傳感器等領(lǐng)域。
進(jìn)行 EIS 測(cè)試時(shí)，嚴(yán)格來(lái)講，需要滿足以下三個(gè)條件，這樣才能保證交流阻抗的結(jié)果的可靠性。
1.因果關(guān)系：當(dāng)用一個(gè)正弦波的電壓信號(hào)對(duì)測(cè)試體系進(jìn)行擾動(dòng)時(shí)，測(cè)試體系只對(duì)施加的擾動(dòng)信號(hào)有響應(yīng)。
2.線性條件：施加擾動(dòng)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)在一個(gè)線性范圍內(nèi)，這就要求擾動(dòng)信號(hào)足夠小時(shí)，才能保證線性響應(yīng)。通常電壓擾動(dòng)振幅為 10mV 左右.
3.穩(wěn)定性：體系不隨時(shí)間，溫度等發(fā)生變化。當(dāng)對(duì)體系的擾動(dòng)停止后，體系可以回到原來(lái)的狀態(tài)。
交流阻抗譜圖形表達(dá)
交流阻抗數(shù)據(jù)就是在不同頻率下獲得的阻抗模值和相位的一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)。常用的交流阻抗表達(dá)方式為Nyquist 圖和 Bode 圖兩種，Nyquist 圖表達(dá)的是阻抗的實(shí)部和虛部，Bode 圖表達(dá)的是在不同頻率時(shí)的阻抗模值幅度和相位。
交流阻抗的表達(dá)方式
Nyquist 圖和Bode 圖是關(guān)聯(lián)在一起的，Nyquist 圖的實(shí)部和虛部可以從Bode 的模值|z|和相位角φ計(jì)算獲得：
Bode 和 Nyquist 關(guān)系
當(dāng)然也可以用其他方式來(lái)表達(dá)交流阻抗譜。例如可以把實(shí)部和虛部對(duì)頻率作圖。
EIS 實(shí)部和虛部對(duì)頻率作圖
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