Grundlagen der spektralen Impedanz-Messtechnik
Die Impedanz einer elektrochemischen Zelle, z.B. einer Batterie, ist frequenzabhängig und steigt mit sinkender Frequenz. Die Impedanz hat ohmsche und kapazitive/induktive Anteile; sie wird daher nach Betrag und Phase gemessen oder – in der Elektrochemie üblicher – nach Wirkanteil und Blindanteil.
Häufig stellt man den Frequenzgang in Form einer Ortskurve (Nyquist-Diagramm) dar: die Abszisse zeigt den ohmschen (Wirk-) Anteil, die Ordinate den kapazitiven (Blind-) Anteil. Die Frequenz ist Parameter und nimmt nach rechts ab.
Man unterscheidet 3 Bereiche, die jeweils eine spezifische Eigenschaft einer Zelle darstellen:
- Die hohen Frequenzen (≈1kHz) zeigen den Einfluss des Elektrolyten
- Die mittleren Frequenzen (100Hz…10Hz) repräsentieren die Elektroden
- Die tiefen Frequenzen (1Hz…0,1Hz) stellen Diffusions-Effekte dar.
Anhand der Ortskurve kann einfach und anschaulich auf Zustandsänderungen geschlossen werden.
