電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng) HZ-7000系列的原理及特點(diǎn)

1.穩(wěn)態(tài)測(cè)試：恒電流法及恒電勢(shì)法

所謂的穩(wěn)態(tài)，即電化學(xué)參量（電極電勢(shì)，電流密度，電極界面狀態(tài)等）變化甚微或基本不變的狀態(tài)。常用的穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法，當(dāng)然就是恒電流法及恒電勢(shì)法，故名思意，就是給電化學(xué)體系一個(gè)恒定不變的電流或者電極電勢(shì)的條件。

通常我們可以利用恒電位儀或者電化學(xué)工作站來實(shí)現(xiàn)這種條件。通過在電化學(xué)工作站簡(jiǎn)單地設(shè)置電流或電勢(shì)以及時(shí)間這幾個(gè)參數(shù)，就可以有效地使用這兩種方法啦。該方法用的比較多的地方主要有：活性材料的電化學(xué)沉積以及金屬穩(wěn)態(tài)極化曲線的測(cè)定等等。

不同掃速下金屬的穩(wěn)態(tài)極化曲線

2.暫態(tài)測(cè)試：控制電流階躍及控制電勢(shì)階躍法

所謂的暫態(tài)，當(dāng)然是相對(duì)于穩(wěn)態(tài)而言的。在一個(gè)穩(wěn)態(tài)向另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中，任意一個(gè)電極還未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，都處于暫態(tài)過程，如雙電層充電過程，電化學(xué)反應(yīng)過程以及擴(kuò)散傳質(zhì)過程等。

最常見的方法要數(shù)控制電流階躍法以及控制電勢(shì)階躍法這兩種。控制電流階躍法，也叫計(jì)時(shí)電位法，即在某一時(shí)間點(diǎn)，電流發(fā)生突變，而在其他時(shí)間段，電流保持相應(yīng)的恒定狀態(tài)。

 計(jì)時(shí)電位法電流階躍（左圖）及相應(yīng)的電勢(shì)變化（右圖）

同理，控制電勢(shì)階躍法也就是計(jì)時(shí)電流法，即在某一時(shí)間點(diǎn)，電勢(shì)發(fā)生突變，而在其他時(shí)間段，電勢(shì)保持相應(yīng)的恒定狀態(tài)。

計(jì)時(shí)電位法電勢(shì)階躍（左圖）及相應(yīng)的電流變化（右圖）

利用這種暫態(tài)的控制方法，一般可以探究一些電化學(xué)變化過程的性質(zhì)，如能源存儲(chǔ)設(shè)備充電過程的快慢，界面的吸附或擴(kuò)散作用的判斷等。計(jì)時(shí)電流法還可以用以探究電致變色材料變色性能的優(yōu)劣。

3.伏安法：線性伏安法，循環(huán)伏安法

伏安法應(yīng)該算是電化學(xué)測(cè)試中最為常用的方法，因?yàn)殡娏?、電壓均保持?dòng)態(tài)的過程，才是最常見的電化學(xué)反應(yīng)過程。一般而言，伏安法主要有線性伏安法以及循環(huán)伏安法，兩者的區(qū)別在于，線性伏安法“有去無回”，而循環(huán)伏安法“從哪里出發(fā)就回哪去”。線性伏安法即在一定的電壓變化速率下，觀察電流相應(yīng)的響應(yīng)狀態(tài)。同理，循環(huán)伏安法也是一樣，只不過電壓的變化是循環(huán)的，從起點(diǎn)到終點(diǎn)再回到起點(diǎn)。

線性伏安法使用的領(lǐng)域較廣，主要包括太陽能電池光電性能的測(cè)試，燃料電池等氧還原曲線的測(cè)試以及電催化中催化曲線的測(cè)試等。而循環(huán)伏安法，主要用以探究超級(jí)電容器的儲(chǔ)能大小及電容行為、材料的氧化還原特性等等。

左圖為線性伏安測(cè)試太陽能電池的開路電壓及短路電流；中間為循環(huán)伏安法測(cè)試電容行為較強(qiáng)的碳材料；右圖為含有氧化還原行為的電極材料的循環(huán)伏安測(cè)試

EIS中Nyquist圖譜

電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng) HZ-7000系列

HZ－7000 配置了液晶監(jiān)視器, 是具備存儲(chǔ)功能的小型, 高性能恒電位 / 恒電流測(cè)試儀。
以循環(huán)伏安法為中心, 可進(jìn)行各種電化學(xué)測(cè)量。