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电化学工作站

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使用 电化学分析仪器进行电化学研究和测试。

电化学工作站

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使用 电化学分析仪器进行电化学研究和测试。

无论您有什么需求--我们都有适合您的电化学工作站/恒电位仪

我们的电化学工作站包括紧凑型到模块化,单通道到多通道电化学工作站/恒电位仪。使用搜索来找到适合您的理想仪器。

查询电化学工作站相关应用

多样化恒电位仪组件,只为可靠和准确的测量

为什么选择瑞士万通恒电位仪?我们是环球市场遥领者

瑞士万通制定了电化学仪器的标准。30多年前,我们先推出了头台全由计算机控制的商用数字化恒电位/恒电流仪。我们对创新的执着推动我们持续前进。如今,我们提供各种各样的电化学仪器,从紧凑型到模块化,从单通道到多通道,从台式到便携式。

  • 可靠性:我们所有的仪器在制造过程中都要经过数百次质量检查,99%的仪器可保障自安装起的五年内无故障运行。
  • 出色的服务:我们为所有仪器1年保修,并在环球120多个国家或地区提供当地支持,为客户提供快速响应。

为了帮助客户充分使用和理解我们的仪器,我们准备了多种资源,其中包括 100 余份应用报告、白皮书和博客文章。这些资料涵盖了广泛的科学学科,如电化学、电池研究、生命科学和腐蚀研究等。

如果您正在探索循环伏安法和电化学阻抗谱 (EIS) 等电化学技术,我们的实用案例都可以给予您帮助,可根据您的需求提供支持。

深入了解我们的电化学应用报告

恒电位仪和恒电流仪./电化学工作站 - 常见问题

恒电位仪是一种电化学仪器,其作用为控制工作电极与参比电极之间的电位差(电压)保持恒定,同时对工作电极与对电极之间产生的电流进行测量。该仪器能维持电位稳定,是研究氧化还原反应、腐蚀行为,以及所有对电位精准控制有严苛要求的电化学过程的非常适合的设备。

而恒电流仪的调控对象为电化学池的电流,而非电压。这一特性使其适用于需要维持恒定电流的实验场景,例如电解、电沉积,以及电池充放电测试。

Autolab 与Dropsens 全系列电化学工作站,均在单台设备中集成了恒电位与恒电流双模式功能,使用者可根据自身实验需求,灵活选择适配的工作模式。

  恒电位模式 恒电流模式

控制

电压(电位)

电流

测量

电流

电压(电位)

什么时候使用

需要保持恒定电位时

需要保持恒定电流时

典型应用
  • 氧化还原反应
  • 腐蚀测试
  • 电压扫描测量
  • 研究电化学行为、动力学和电极表面特性
  • 电化学传感器
  • 电池循环测试
  • 电解
  • 电沉积
  • 燃料电池测试
经典测量技术

循环伏安法

计时电流法

动电位极化

充电/放电循环

恒电流电镀

计时电位法、GITT

电化学阻抗谱(EIS)

表征高阻抗系统(有涂层或防腐保护的材料)

研究低阻抗系统(电池、超级电容器)中的阻抗

选择恒电位仪可参考以下核心标准:

  1. 电压与电流量程
  2. 实验通量
  3. 便携性
  4. 联用拓展能力或一体化解决方案

电压与电流量程

结合实验中所需的电位、电流区间进行选型考量。

  • 基础需求:槽压可达 ±10 V,最大电流 ±100 mA适用机型:PGSTAT101、Autolab IMP、μStat-i 400 — 机型小巧、轻便,性价比高
  • 中等需求:槽压 ±20 V,最大电流 ±400 mA适用机型:PGSTAT204 — 体积紧凑,可额外拓展 1 个功能模块(如电化学阻抗谱模块)
  • 进阶需求:槽压 ±30 V,最大电流 ±2 A(支持升级扩容)适用机型:PGSTAT302N — 可适配多款功能模块,支持个性化定制
  •  严苛需求:槽压 ±50 V,最大电流 ±6 A适用机型: VIONIC  — 顶配规格,多模块一体化集成机型

实验通量

若你计划同时开展多组实验,则需选配具备多通道的恒电位仪。

前往多通道系列

前往便携式多通道系列

便携性

如需在各类对移动性有要求的场景、开展野外作业或现场检测时,便携式恒电位仪将发挥实用价值。瑞士万通可提供单通道多通道两种类型的便携式恒电位仪。

前往便携式单通道系列

前往便携式多通道系列

与第三方仪器联用的电化学系统 / 集成式的光谱电化学一体机方案

若你的研究工作中,需要将电化学测试与光学表征(或其他配套联用技术)同步联用,且希望将电化学、光谱分析(或其他联用技术的配套仪器)这两类独立设备,搭配为「联用组合方案」或「独立分体方案」,均可选择我们的电化学联用解决方案。

该联用方案包含紫外 - 可见分光光度计 / 拉曼光谱仪,以及瑞士万通恒电位仪两类设备。瑞士万通旗下的恒电位 / 恒电流仪可单独采购,搭配各类第三方仪器搭建专属的电化学联用测试体系。更多详细技术参数,可咨询当地技术支持中心。选用本联用方案,能在硬件与软件的选型上,兼顾极致的测试性能与灵活的组合适配性。

前往光谱电化学联用仪器专题页面

 

您也可选择一体化集成产品线。光谱电化学设备的所有核心组件(即恒电位仪、光谱仪及光源)均集成于单台仪器中,并配套专属工作站软件 —— 该软件内置光谱电化学实验所需的全部专用功能模块,可适配紫外 - 可见、近红外及拉曼光谱等各类测试需求。选用该系列一体化仪器,既能简化硬件搭建流程,也可全程通过单一软件完成所有操作,大幅提升实验便捷性。

前往光谱电化学联用仪器专题页面

在恒电位仪的操作中,接地模式适用于工作电极、参比电极、对电极均无接地直接连接,且电化学池槽体也无接地连接的工况。该模式为实验室电化学实验的最常用模式,适用于湿法电化学研究、电池研发、实验室腐蚀测试等常规实验场景。若电化学实验过程中需联用其他设备,可通过法拉第笼对相关设备做接地处理。

上图为 VIONIC 电化学工作站(恒电位 / 恒电流仪)非浮地模式的接线示意图。请注意:仪器的大地接地端(EARTH)(该接口始终与仪器金属机壳相连)、模拟接地端(AGND) 的接线方式及对应的切换开关。

浮地模式需在以下三类核心工况下启用:

  1. 工作电极直接接入大地接地端(工作电极接地):适用于露天腐蚀测试、氢渗透测试、原位电子显微镜联用实验
  2. 对电极直接接入大地接地端(对电极接地):适用于生物反应器、高压釜配套测试
  3. 整个电化学池体直接接入大地接地端(电化学池接地):适用于摩擦腐蚀测试、高压釜配套测试

在上述任一工况下,唯有将恒电位仪调至正确的浮地模式,才能实现电流的精.准测定。

上图为 VIONIC 电化学工作站(恒电位 / 恒电流仪)浮地模式的接线示意图。请注意:此模式下,模拟接地端(AGND)与仪器机壳为断开状态。

可选式浮地模式,是指恒电位 / 恒电流仪所具备的、可自主选择电化学池测试体系接地状态的功能特性。由于电化学实验的测试需求与电化学池的类型均存在较大差异,选用搭载浮地功能的电化学仪器(如 s VIONIC 、 µStat-i multiX 等),能为实验人员带来更高的使用灵活性。

 

开展电化学流体动力学测试、并实现可控流体流动 / 对流的诱导时,所需器材如下:

  • 专用实验装置:如旋转圆盘电极(RDE)、旋转环盘电极(RRDE)。这类装置可使电极以稳定转速旋转,从而实现传质过程的强化。
  • ・一台搭载专属控制软件的恒电位仪,该软件需具备旋转圆盘电极 / 旋转环盘电极的调控功能。 

瑞士万通可提供多款型号的恒电位仪,搭配专属配套软件后,均可适配本品牌的各类旋转圆盘电极与旋转环盘电极开展实验。

在实验室开展电化学腐蚀研究、并模拟管道内的湍流流动工况时,非常常用且非常具实用性的方案是采用旋转圆柱电极(RCE)。该旋转圆柱电极装置通过电极的旋转,复现管道内部真实的湍流流动环境;电极旋转既可以强化传质过程,又能精.准模拟实际管道中流体的湍流状态。

此外,还需配备一台搭载专属配套软件的恒电位仪,该软件需具备旋转圆柱电极的转速调控功能。

白皮书:腐蚀研究非常适宜的实践 —— 基于旋转圆柱电极的管道流动工况模拟

可以在同一个电化学池中,使用两个及以上的工作电极完成电化学测试。你可根据自身研究需求,选择对应的实验装置方案。

若你的研究中需用到旋转环盘电极(RRDE),或集成了双工作电极的单片丝网印刷电极,则需配备双恒电位仪。瑞士万通可提供多款搭载双恒电位仪功能的电化学工作站机型,例如  AUT302N、 PGSTAT204,也有 STAT-I-400 这类便携式机型可选。

若你的研究需要在同一个电化学池中用到两个以上的工作电极,可选择以下其他解决方案:

  • 搭载多通道恒电位扩展模块(multiBA) 的电化学工作站:可对最多 6 个工作电极开展同步测试;也可选用 µSTAT-I MULTI16 机型,支持对最多 16 个工作电极的同步测试。
  • ・搭载多路复用模块(MUX-SCNR16) 的电化学工作站:可对最多 128 个工作电极开展序贯测试。

分析电化学阻抗谱测试结果,通常需要搭载数据拟合工具的专业电化学分析软件。该分析过程为:先灵活构建对应的等效电路,再将等效电路的模拟计算数据与实际测试所得数据进行拟合匹配。通过这一拟合过程,软件可解算并输出电路中各元件的定量参数值,据此即可清晰解析待测体系的电化学行为特征。

瑞士万通旗下的电化学工作站配套软件 ——INTELLO、NOVA 及 DropView 8400,均搭载上述全部功能,可实现电化学阻抗谱数据的精准、可靠分析。

什么是恒电位仪?恒电位仪和恒电流仪有什么区别?

恒电位仪是一种电化学仪器,用于控制工作电极和参比电极之间的电位差(电压),同时测量工作电极和对电极(也称为辅助电极)之间产生的电流。恒电位仪可以保持恒定的电位,从而精确控制和测量腐蚀研究、电镀、电池测试和传感器开发中的电化学反应。

恒电流仪是一种控制电池电流而非电池电压的电化学仪器。

所有瑞士万通电化学仪器都将恒电位仪和恒电流仪整合到一个设备中(电化学工作站)。用户可根据实验要求选择适当的模式(恒电位或恒电流)。

进一步了解恒电位仪的工作原理以及电化学测量中所用电极的作用:

应用报告:恒电位/恒电流仪 (PGSTAT) 工作原理基本概述 - 电化学电解池设置

恒电位模式与恒电流模式

何时选择恒电位模式:

  • 研究氧化还原反应、腐蚀、电镀或需要保持恒定电位的过程。
  • 进行循环伏安法或其他涉及在定范围内扫描电位的技术。
  • 研究电化学行为、动力学和电极表面特性。

应用报告:恒电位间歇滴定技术 (PITT)

应用报告:ASTM G5 - 电位阳极极化测量法

应用报告:根据 ASTM G61 进行循环电位极化测量 

何时选择恒电流模式:

  • 研究电解、电沉积或需要保持恒定电流的过程。
  • 进行涉及燃料电池、电池或任何需要特定电流输入的电化学电池的实验。
  • 使用电化学阻抗谱或其他分析电响应的技术。

应用报告:使用 Autolab 对锂离子电池进行恒电流充放电试验

应用报告:ASTM G100 - 循环恒电流阶梯波极化测量

应用报告:恒电流间歇滴定技术 (GITT)

何时在恒电位仪中使用接地模式和浮地模式?什么是可选浮地?

在恒电位仪中,当所有电极或电解池都不与地直接连接时,就会使用接地模式。这是实验室中绝大多数电化学实验(如湿电化学研究、电池研究、腐蚀测试等)常用的模式。如果在电化学实验过程中使用了其他设备,可以使用法拉第屏蔽箱将其接地。

非浮地模式下的 VIONIC 威欧原理图。请注意 EARTH 连接(始终连接至仪器的金属底座)以及模拟接地 (AGND) 连接和开关。

非浮动模式下的 VIONIC PGSTAT 原理图。请注意接地(始终连接至仪器的金属底座)以及模拟接地 (AGND) 连接和开关。

在以下三种主要情况下必须使用浮地模式:

  1. 当工作电极直接与大地(接地 WE)相连时: 露天的腐蚀试验、氢渗透、原位电子显微镜
  2. 对电极直接接地(接地 CE):生物反应器、高压灭菌器: 生物反应器、高压灭菌器
  3. 当整个电解池直接与大地相连时(接地电解池): 摩擦腐蚀,高压釜

对于上述任何一种情况,只有在恒电位仪采用正确的浮地模式时才能正确测量电流。

浮地模式下的 VIONIC 威欧原理图。请注意,模拟接地 (AGND) 与仪器底盘断开。

由于实验要求和电化学电池的种类千差万别,使用具有浮动功能的电化学仪器(如 VIONIC 或 µStat-i multiX 等)可为用户带来额外的多功能性。

接地还是浮地?

下载免费白皮书

本白皮书给出了非浮地和浮地的定义,概述了每种模式的典型应用,并介绍了用于进一步定制的补充附件。

如何选择合适的恒电位仪?

标准 1:电压和电流范围

考虑您期望工作的电位和电流范围。

  • 基本要求: 槽压 ± 10 V,最大电流 ± 100 mA:PGSTAT101,、μStat-i 400 - 体积小、重量轻、价格低
  • 要求适中: 槽压 ± 20 V,最大电流 ± 400 mA:PGSTAT204 - 体积小,可增加一个模块(如 EIS)
  • 高级要求: 槽压 ± 30 V,最大电流 ± 2 A(可升级) : PGSTAT302N 可定制一系列模块
  • 严格要求: 槽压 ± 50 V,最大电流 ± 6 A:VIONIC 威欧 – 高的规格的全面型仪器

标准 2:是否需要高通量或多通道?

如果您计划同时进行多项实验,您可能需要一台具有多通道的恒电位仪。

查看多通道产品

查看便携式多通道产品

标准 3:便携性

便携式恒电位仪适用于各种需要移动、现场工作或现场测量的场合。瑞士万通可提供单通道和多通道便携式恒电位仪。

查看便携式单通道产品

查看便携式多通道产品

标准 4:与第三方仪器联用的电化学仪器或集成在一台仪器中的光谱电化学仪器

如果您的研究需要电化学与光学测量(或其他补充技术)同步进行,而您又希望拥有两台独立的电化学和光谱分析仪器(或用于补充技术的仪器)作为联用或独立解决方案,您可以考虑我们的联用解决方案。

联用解决方案包括一台紫外可见光谱仪或拉曼光谱仪和一台瑞士万通恒电位仪。瑞士万通恒电位/恒电流仪可以单独购买,并与第三方仪器联用。详情请联系当地的瑞士万通办事处。使用我们的联用解决方案,您可以在硬件和软件方面拥有更高的性能和灵活性。

查看电化学光谱联用产品

 

您也可以选择集成产品。光谱电化学装置的所有组件,即恒电位仪、光谱仪和光源,都集成在一台仪器中,并配有专用软件,其中包括光谱电化学实验的所有特定工具,如紫外可见光、近红外和拉曼光谱。使用集成式仪器,硬件安装简单,只需使用一个软件即可工作。

查看集成式光谱电化学产品