交流阻抗譜（EIS）是一種強大的工具，可以在很寬的頻率范圍內(nèi)得到測試樣品的阻抗特性譜。這是通過在樣品上施加具有特定頻率范圍的正弦 AC 電壓激勵信號并測量產(chǎn)生的電流響應來完成。該響應電流也是正弦信號，但由于響應時間延遲，其相位和施加的電壓相位有差別

　　交流阻抗譜（EIS）是一種強大的工具，可以在很寬的頻率范圍內(nèi)得到測試樣品的阻抗特性譜。這是通過在樣品上施加具有特定頻率范圍的正弦AC電壓激勵信號并測量產(chǎn)生的電流響應來完成。該響應電流也是正弦信號，但由于響應時間延遲，其相位和施加的電壓相位有差別（圖1）。

　　根據(jù)交流電壓的幅度，電流幅度和相位角，可以計算出阻抗，導納，電容，介電常數(shù)等參數(shù)以及他們的實部和虛部，從而得到在不同頻率下的各種曲線圖形。

　　交流阻抗可以理解為一個復函數(shù)，具有實部和虛部。對于純電阻，相應的阻抗是實數(shù)（虛部以及相角為零）。對于純電容或純電感，阻抗的實部（Z'）為零，相角為‐90°或90°。通常，諸如質(zhì)量傳遞，電極和電解質(zhì)之間的電荷轉(zhuǎn)移等過程的阻抗具有和頻率相關的實部和虛部，并且可以通過它們的來判斷化學過程的行為。

　　EIS交流阻抗譜測試

　　由于施加的電壓信號的幅度很小，使得交流阻抗測試對研究的系統(tǒng)沒有破壞性，并且交流阻抗還可以進行原位測試并獲得豐富的息，所以EIS方法已經(jīng)廣泛的應用于儲能元件，金屬腐蝕，電極表面的吸附與解析，電化學合成，催化劑動態(tài)，傳感器等領域。

　　對一個測試體系施加一個固定頻率的小幅正弦電壓激勵信號（例如10mV），測量未知體系的電流響應值，從而計算出在該頻率下的阻抗值。改變不同的頻率，就會得到一系列的數(shù)據(jù)點集，從而得到交流阻抗譜圖。圖2表示了EIS的測試過程。EIS譜圖包含了豐富的關于測試體系的信息。

　　進行EIS測試時，嚴格來講，需要滿足以下三個條件，這樣才能保證交流阻抗的結果的可靠性。

　　1．因果關系：當用一個正弦波的電壓信號對測試體系進行擾動時，測試體系只對施加的擾動信號有響應。

　　2.線性條件：施加擾動信號和響應信號在一個線性范圍內(nèi)，這就要求擾動信號足夠小時，才能保證線性響應。

　　通常電壓擾動振幅為10mV左右.3.穩(wěn)定性：體系不隨時間，溫度等發(fā)生變化。當對體系的擾動停止后，體系可以回到原來的狀態(tài)。

　　交流阻抗譜圖形表達

　　交流阻抗數(shù)據(jù)就是在不同頻率下獲得的阻抗模值和相位的一系列數(shù)據(jù)點。常用的交流阻抗表達方式為Nyquist圖和Bode圖兩種（圖3），Nyquist圖表達的是阻抗的實部和虛部，Bode圖表達的是在不同頻率時的阻抗模值幅度和相位。

　　Nyquist圖和Bode圖是關聯(lián)在一起的，Nyquist圖的實部和虛部可以從Bode的模值|z|和相位角φ計算獲得：

　　當然也可以用其他方式來表達交流阻抗譜。例如可以把實部和虛部對頻率作圖（圖 5）。