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交流阻抗谱低频电感行为的等效电路拟合
时间:2022/7/26 19:09:45 点击次数:1151

出现在高频范围内的电感行为很容易用系统的干扰,电极引线或体系自身的寄生电感来解释,例如,全电池的内部结构决定了高频寄生电感就比较强,电极引线越长的时候高频寄生电感也越高,并可能对体系的高频部分EIS测试带来干扰。其次,根据感抗的计算公式,XL=2πf*L,L不变,频率越高,感抗就越大。

 

然而,低频下的电感行为仍然使许多人感到困惑。比如我们在做一些金属腐蚀,或PSC钙钛矿电池,或是PMFC燃料电池的交流阻抗测试的时候,经常会在低频下测出下面这样的半圆图形。对于这种低频电感行为的解释,引用最多的是电极表面的吸附过程。图1左侧Nyquist图可以更清楚地看到从7Hz附近开始往低频测试的时候,这个低频感抗的半圆形状并非继续出现在第一象限,而是出现在了第四象限。

 

 

 

结论:Rx的值应该在R1+R2和R1+(R2+R3)之间

  1. 当L1||R3的时间常数L1/R3远小于R2 CPE1的时间常数R2*C1的时候,RX接近R1+R2。
  2. 当L1||R3的时间常数L1/R3远大于R2-R3||CPE1的时间常数(R2+R3)*C1的时候,RX接近R1+(R2+R3)。
  3. 当我们在阻抗谱上能够看到第四象限明显的低频电感回路图形的时候,L1||R3的时间常数L/R3往往都大于后者(R2+R3)*C1,L电感值往往都比较大。在等效电路图中可以看到,L1||R3的时间常数是0.01s,R2R3||CPE1的时间常数是3x10-4s。

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