詳細(xì)介紹
大多數(shù)情況下,我們認(rèn)為參比電極(RE)和工作電極(WE)之間施加的電壓就是在工作電極上施加的電壓。如圖一所示。
但是在光電化學(xué)循環(huán)伏安測試實(shí)際測試體系情況下,由于電解液存在一定的電阻Ru,Ru是參比電極到工作電極表面電雙層(doublelayer)一邊的溶液電阻。根據(jù)歐姆定律,這個Ru就會產(chǎn)生一定壓降,壓降的大小為Vir=I*Ru。這樣就造成工作電極上的實(shí)際電壓和相對參比電極而施加的電壓有所不同。如圖二所示。 在大多數(shù)情況下此電壓降是不予考慮的。但是當(dāng)實(shí)驗(yàn)時使用了低電導(dǎo)性的電解液,這個壓差比較大時,就需要考慮對此Vir降進(jìn)行補(bǔ)償。通常可以使用微電極,或者改變電解液的電導(dǎo)率來消除,也可以采用自動實(shí)時壓降補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。 獲得補(bǔ)償?shù)淖柚抵螅梢允褂谜答伒姆椒ㄟM(jìn)行實(shí)時補(bǔ)償。通過不斷調(diào)節(jié)補(bǔ)償量(0%-100%)直到出現(xiàn)振蕩為止。例如Ru為100?,推薦補(bǔ)償值為70?到90?。如果是100?全值補(bǔ)償,有可能會出現(xiàn)自激震蕩現(xiàn)象。 使用EIS測試技術(shù),頻率范圍設(shè)定為1Hz-100KHz,得到的EIS譜圖后再進(jìn)行擬合。擬合結(jié) 綜合以上光電化學(xué)循環(huán)伏安測試測試結(jié)果,Zahner電化學(xué)工作站采用自動EIS方法測試補(bǔ)償電阻之Ru,然后在CV或者I/E測試方法中進(jìn)行實(shí)時的自動補(bǔ)償。在實(shí)際體系測試時,可能由于體系的性質(zhì)不同,補(bǔ)償電阻的大小需要調(diào)整來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效果。
補(bǔ)償電阻Ru的大小可以通過直流電流快速遮斷法或者采用EIS方法進(jìn)行測試。EIS要比直流電流快速折斷法更確定。電流快速折斷方法是早期沒有AC技術(shù)的時候出現(xiàn)的。自從有AC技術(shù)之后,EIS成為選擇的測試技術(shù)。使用EIS技術(shù)時,測試1K-100KHz頻率范圍內(nèi)的交流阻抗譜。在高頻區(qū),相位為零時的阻值就是要補(bǔ)償?shù)碾娊庖弘娮鑂u,如圖三所示。
下面使用Zahner的Zennium系列電化學(xué)工作站做一些實(shí)際測試。測試時使用圖四所示的模擬元件電路。
果和實(shí)際電路*一樣(考慮元件誤差)。Ru=100?,Rp=1995?,電容為993.8nF.如圖五所示。