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文档简介

1、实验五交流阻抗测聚合物膜的电导率,1,实验目的,了解交流阻抗技术原理及应用. 应用交流阻抗技术测定聚合物电解质离子电导率.,2,实验原理,交流阻抗法是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号, 叠加在外加直流电压上, 并作用于电解池.通过测量系统在较宽频率范围的阻抗谱,获得研究体系相关动力学信息及电极界面结构信息的电化学测量方法.本实验采用交流阻抗技术测量聚合物电解质离子电导率.基本测试电池回路的等效电路示于图5-1.,图5-1 测试电池的等效电路,3,实验原理,其中 是双电层电容，由电极/电解质界面的相反电荷形成， 是两个平行电极构成的几何电容,它的数值较双电层电容 小. 为电解质的本体

2、电阻.由图 5-1等效电路计算得相应的阻抗值： （5-1） 实部 （5-2） 虚部 （5-3）,4,实验原理,在低频区 ,式（5-2）简化为 （5-4） 当 时, 则 , 得到 （5-5） 在高频区 ,当 时,式(5-2)和(5-3)简化为 （5-6） 消去(5-6)中的 得: （5-7）,5,实验原理,图5-2 与图5-1对应的阻抗图谱,该阻抗图是一个标准的半圆 (高频部分), 外加一条垂直于实轴的直线(低频部分) 直线与实轴的交点,可求出本体电解质的电阻值.通过测定测试电池的电极面积 a 与聚合物电解质膜的厚度d, 即可求得该导电聚合物的电导率,(5-8),6,实验原理,在实际聚合物电解质电导率测量中, 采用固定相元cpe作为等效元件来解释阻抗数据,如图5-3所示,其阻抗表达式为: (5-10) 其中 ,k为常数.,图5-3 聚合物电解质阻抗图,在低频区阻抗图上,是一条与实轴相交于 点并与实轴呈角度为 的一条直线,在高频区为一旋转放大的半圆.,7,实验步骤,1.将一定尺寸聚合物电解质膜夹在两片金属电极间,连接好测量线路。 2.在电化学综合测试仪上测定样品的交流阻抗谱.实验条件设置：voltage(电位)设为open circuit voltage(开路电位)；frequency(频率)为1 .,8,实验数据记录与处理,由交流

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