电化学工作站的应用

在几乎所有的应用中，电化学工作站测量的都是流经工作电极和对电极之间的电流。上一期我们讲了电极的相关介绍，相信大家也能够对这句话有所了解。电化学工作站中的控制变量是电位，测量变量是电流。

电化学工作站的主要应用领域有：

1. 研究电化学机理，对物质进行定性和定量分析;

凌仕刚等[1]介绍了通过电化学工作站测量电化学交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy，简称EIS)，可以得到电导率、表观化学扩散系数、SEI 的生长演变、电荷转移及物质传递过程的动态测量。

2. 常规电化学测试，包括电合成和电沉积(电镀)性能评价;

因为电偶电流曲线上的电偶电流的大小实际上反映的是瞬间的沉积速度，所以刘雪华等[2][3]通过使用电化学工作站测得的浸镀过程电偶电流曲线，从而去判断电镀过程中的镀层形成的优劣。

3. 功能和能源材料，如电池、超级电容器、纳米材料、生物传感器等材料的机理和制备研究;

这一类应用极其广泛，通过电化学工作站测得的材料的循环伏安曲线可以用来鉴定电化学反应的产物，此外还可与电化学交流阻抗谱共同用于研究电极材料、双电层、吸附现象和电极反应动力学等等。例如：耿明等[4]通过电化学工作站测得的材料的循环伏安曲线，对邻苯二酚在此修饰电极上的电化学行为进行研究，可以测定样品中邻苯二酚的含量。

4. 金属材料在导电性介质( 包括水/混凝士等环境)中的腐蚀与防护等。

这方面的应用也很广泛，李娟[5]使用电化学工作站对超疏水膜耐腐蚀性能进行了测试，极化曲线(极化曲线可以用来比较金属腐蚀速率的大小)结果表明，超疏水膜的形成对溶液中的腐蚀介质起到了物理隔离的作用。通过电化学工作站得到金属的极化曲线等数据，可以判断出向电解质体系中加入哪种缓蚀剂能够使得缓蚀效果最好[6]，或者是向金属表面镀上某一种材料可以使得金属更不容易被腐蚀[7]。

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段，而电化学工作站则是电化学分析法的载体[8]。电化学工作站是集电化学分析方法于一体的电化学通用仪，该仪器能完成多种电化学测试功能。它广泛用于电极过程动力学、化学电源、金属的腐蚀与防护、电镀、电解等多种电化学过程或性能的测试及阻抗测试。现如今电化学工作站已在防腐、材料研究、生物、环境保护、电镀等领域有着重要用途。

在这些应用中，电化学交流阻抗谱又以其独有的优势在电化学领域尤其是锂离子电池领域具有着相当广泛的应用，不过我们之前已经对其进行了详尽的介绍，具体请看2021-9-29这一期(链接)。另外我们还专门开设了国内知名教授讲授的电化学交流阻抗谱的相关课程，具体可在测试万事屋首页，点击学院好课--直播课程进入指南针学院，找到电化学课程—马老师，就可以进行观看和学习了。

因此，我们下一期就讲讲另一个在电化学研究中应用也较为广泛的循环伏安法。

参考文献

[1]凌仕刚,许洁茹,李泓.锂电池研究中的EIS实验测量和分析方法[J].储能科学与技术,2018,7(04):732-749.

[2]刘雪华，唐电.电化学工作站在电路板表面镀锡研究中的应用[J].福建

工程学院学报，2008，6(3)：8.

[3]刘雪华，唐电.电偶电流法研究置换镀锡工艺[J].电镀与涂饰，2008，

27(12)：3-5.

[4]耿明,董笑,朱庆仁,孙登明.循环伏安法对邻苯二酚的测定[J].井冈山大学学报(自然科学版),2021,42(04):37-40.

[5]李娟.钢铁表面超疏水膜的制备与表征[J].山东科技大学学报，2011，5(7)：6.

[6]郑波.循环冷却水中微生物对金属腐蚀的研究[J].天津大学学报，2012，6(7)：6-7.

[7]李学海.电解液组成对铝合金阳极性能的影响[J].天津大学学报，2011，

15(7)：4-5.

[8]王犇,胡虹.浅谈电化学工作站的应用研究[J].广东化工,2015,42(15):152-153.

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