高频阻抗测量系统

4990EDMS-120K 适用于固态电解质高频交流阻抗测试，有效测试频率可达100MHz，用于研究高电导率材料，纳米材料的粒子（晶粒）阻抗与粒界（晶界）阻抗，以及各种界面阻抗。

• 从 80K 到 473K 的宽温度范围

• 100MHz的高频特性

• 提供密封/加压样品架

• 使用专用控制软件进行全自动温度变量和阻抗测量

[系统简介]

材料的基础物性研究是产品产业化的根基，当一种材料需要产业化的时候，我们必须尽可能大范围地，高精度地掌握它的大部分特性，以免因为错误的数据而影响了后期产业化的方向，造成不必要的损失。

4990EDMS-120K是东阳特克尼卡株式会社独自开发的（中国专利号：201780096021X），世界第一台面向全固态电池的高频阻抗测试系统。在最高达到100MHz的高频阻抗测试下，该系统可以将固态电解质的粒子和粒界阻抗进行分离。配合 -180℃ ~ +200℃的自动变温控制功能，该系统能够提供至今为止固态电解质活化能计算用最高精度的内阻测量环境。

目前该测试系统自上市以来在日本国内累计销售近百套，并且获得了日本众多顶尖固态电解质材料研究机构的认可。

[技术解说]

目前的锂离子二次电池（现LIB）使用有机电解质，存在“不耐热”、“担心漏液”等问题。以目前的LIB相关阻抗测量为例，下限为10mHz，上限最多为1MHz。另一方面，全固态LIB需要至少100MHz的上限频率，原因如下。

全固态LIB的性能受固态电解质中锂离子（Li+）的转移电阻值的影响很大。例如，通过压制陶瓷粉末来形成固体电解质，或者在压制之后将其烧结来制造固体电解质。因此，Li+在固体电解质中的运动路径有两种：在粉体中（晶内）和在粉体与粉体的界面（晶界），而Li+的运动阻力是晶内阻力分量(Rbulk) 和晶界。有两个分量，电阻分量 (Rg.b.)（见图 1）。电容器也在晶界处形成（晶界电容：Cg.b.）。在固体电解质的研发中，目标是降低Li+的运动阻力，但为了实现这一点，固体电解质的运动阻力分为Rbulk和Rg.b，确定很重要如果它阻碍）。 Cg.b.太小，无法在常规测量中检测到上限 1 MHz，并且无法分离两个电阻分量。考虑到 Cg.b. 的大小，上限频率至少需要 100MHz，并且需要在 10mHz 到 100MHz 的宽频率范围内进行测量。 

图1 Li离子在固体电解质中的运动路径及模拟电路

[系统规格]

东洋株式会社制造的EDMS控制软件

它控制 CV 测量和阻抗测量，并支持复杂的测试模式。

通过变温和高频阻抗测定进行粒子及粒界的Arrhenius评价

• 对压粉，烧结后的氧化物或硫化物样品进行阻抗测试时，可以理想地将样品的阻抗分为粒子单体阻抗，粒界（粒子之间）阻抗，电极界面阻抗三个成分。在对材料进行活化能特性分析时，可通过各个温度点的阻抗 测定取得Arrhenius曲线，但是移动度高的粒子阻抗很小，用1MHz程度的频率无法取得粒子和粒界独立的阻 抗谱数据。

• 本测试系统可以在90K（-183℃）～873K（600℃）的宽广温度范围内实现高达100MHz的阻抗测试，通过 本系统可以分离固态电解质等材料的粒子，粒界的阻抗值并进行独立的特性评价。

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