【表征】NOVA阻抗(EIS)拟合详细图文教程

阻抗数据的Nyquist 图:

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做阻抗拟合前,应对自己的样品有很清楚的了解。

 

很明显,该阻抗曲线可以分为三部分:

 

􀂾 前部(第四象限的曲线):对应导线的电感

􀂾 中部(曲线段):对应反应界面

􀂾 尾部(直线段):对应扩散

 

但是,中部曲线段到底由几个圆弧构成?这个需要先分析一下。

 

可以借助圆弧拟合方法:

 

右键点击数据,在“Add Analysis”中选择“Electrochemical circle fit”,在曲线上选

择三个点,经过这样的圆弧拟合,发现中部数据基本可以由两个圆弧完全覆盖,

 

如下图:

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基于此,我们提出如下等效电路:

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LR(QR)(Q[RW])

阻抗原件                                   物理含义

L                           电感对应导线电感

Rs                         电阻对应溶液电阻

Rp                        电阻界面反应电阻

   CPE                   常相角原件对应界面电容

W                           韦伯阻抗对应扩散

为了方便拟合,我们可以用 Windower 命令将电感部分的数据去掉。得到如下图:

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添加“fit and simulation” 右边

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右边出现“Edit”按钮

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右键点击Electrochemical circuit fit,选择“Copy as equivalent circuit”

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点击右边的“Edit”进入等效电路编辑框,将其粘贴进去。

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两次操作,可以的到如下的电路图:添加

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添加 W 后,得到如下电路图

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将除W 外的其他元件“Fix”,点击OK

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得到如下的结果:

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放开后面的R 和Q,点击Resume fit and simulation,或者快捷键F9 得到

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得到如下结果:

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进一步放开其他元件,重复一次,得到如下的结果

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这一步完成后将等效电路命名后保存。

 

如下图,对原来的数据添加“Fit and Simulation”

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在原来电路的基础上加上L

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再拟合一遍,就得到了如下的结果:

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小结: 

1、拟合之前对样品的了解和对数据的观察很重要。中部到底几个圆弧,可以 借助圆弧拟合和样品的特点来判断,一个圆弧对应一个界面。 

2、数据拟合时,不可超之过急。可分步骤来进行,比如,先把电感的部分去 掉。

3、拟合时,应该先固定住圆弧拟合的到的初始值,放开其他的原件,比如W 等。拟合完后,逐步放开前面固定住的原件初始值,注意此时是点 击”Resume fit and simulation”或F9 

4、逐步进行,最后一定能获得比较好的结果。逐步进行,看起来步骤多,实 际上效率是最高的,我们可以不经过先固定后放开的步骤,但是这样会非 常耗时间,因为迭代的变量太多,迭代次数会呈指数增长,将要花很长时 间,而且很有可能迭代不收敛,得出很差的结果。

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