Máy phân tích điện hóa – Electrochemical Analyzer

Máy phân tích điện hóa (Electrochemical Analyzer) là hệ thống thiết bị được TM-TECH thiết kế và cấu hình theo yêu cầu của từng ứng dụng nghiên cứu, thử nghiệm và kiểm tra điện hóa, cho phép thực hiện các phép đo và phân tích đặc tính điện hóa của vật liệu, điện cực, pin, cảm biến, lớp phủ, kim loại, fuel cell, supercapacitor và các thiết bị chuyển đổi năng lượng. Hệ thống có thể được cấu hình với các chức năng Potentiostat, Galvanostat, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Frequency Response Analyzer (FRA), Zero Resistance Ammeter (ZRA) cùng nhiều phương pháp đo điện hóa khác nhau, đáp ứng từ các phép thử cơ bản như OCP, Cyclic Voltammetry (CV), Linear Sweep Voltammetry (LSV), Chronoamperometry (CA), Chronopotentiometry (CP) đến các phép phân tích chuyên sâu như Tafel, Polarization, EIS, GITT, PITT, Charge/Discharge, Pulse Test và các phép đo trở kháng điện hóa. Tùy theo yêu cầu của dự án, TM-TECH có thể thiết kế hệ thống theo dải điện áp, dải dòng điện, dải tần số, số lượng kênh đo, tốc độ lấy mẫu, loại cell điện hóa, loại fixture và phần mềm phân tích, giúp hệ thống phù hợp với từng loại mẫu và quy trình thử nghiệm thực tế.

Giải pháp máy phân tích điện hóa thiết kế theo yêu cầu

Thay vì giới hạn trong một cấu hình thiết bị cố định, TM-TECH thiết kế máy phân tích điện hóa theo yêu cầu bài test và mục đích sử dụng của khách hàng. Từ yêu cầu ban đầu như cần đánh giá vật liệu điện cực, nghiên cứu pin Lithium-ion/LFP, kiểm tra tốc độ ăn mòn, phân tích lớp phủ, phát triển cảm biến điện hóa hay nghiên cứu fuel cell, TM-TECH có thể xác định cấu hình đo phù hợp, lựa chọn dải điện áp và dòng điện, phương pháp điều khiển, hệ thống cell, fixture và phần mềm phân tích. Cách tiếp cận này giúp khách hàng xây dựng một hệ thống Electrochemical Workstation phù hợp với quy trình nghiên cứu thực tế thay vì phải mua một hệ thống có nhiều chức năng không cần thiết.

Cấu hình máy phân tích điện hóa

Tùy theo yêu cầu, hệ thống có thể được cấu hình với Potentiostat/Galvanostat để điều khiển điện thế hoặc dòng điện trong quá trình thử nghiệm, kết hợp với hệ thống đo EIS/FRA để đánh giá đặc tính trở kháng của mẫu theo tần số. Dải đo có thể được thiết kế theo yêu cầu ứng dụng, từ các phép đo dòng điện rất nhỏ ở mức nanoampere cho nghiên cứu cảm biến và vật liệu điện hóa đến các phép thử dòng điện cao hơn cho battery, fuel cell và các thiết bị lưu trữ năng lượng. Hệ thống cũng có thể được thiết kế dạng single-channel hoặc multichannel, cho phép thực hiện đồng thời nhiều phép thử hoặc nhiều mẫu khi dự án có yêu cầu về năng suất và tự động hóa.

Các phương pháp đo điện hóa

Máy phân tích điện hóa TM-TECH có thể được cấu hình để thực hiện nhiều phương pháp đo khác nhau như Open Circuit Potential (OCP), Potentiostatic, Galvanostatic, Potential Sweep, Current Sweep, Cyclic Voltammetry (CV), Linear Sweep Voltammetry (LSV), Chronoamperometry (CA), Chronopotentiometry (CP), Differential Pulse Voltammetry (DPV), Square Wave Voltammetry (SWV) và các phương pháp đo xung hoặc quét nhanh. Đối với nghiên cứu ăn mòn, hệ thống có thể tích hợp các phương pháp Tafel, Polarization Resistance, Potentiodynamic, Galvanodynamic, Cyclic Polarization và Galvanic Corrosion. Đối với nghiên cứu pin và vật liệu năng lượng, hệ thống có thể hỗ trợ CC, CV, CC-CV, C-rate, Charge/Discharge, Pulse Test, GITT, PITT và EIS, tùy theo cấu hình được lựa chọn.

Phân tích trở kháng điện hóa EIS

EIS – Electrochemical Impedance Spectroscopy là một chức năng quan trọng trong hệ thống máy phân tích điện hóa, được sử dụng để nghiên cứu trở kháng của vật liệu và hệ điện hóa theo tần số. TM-TECH có thể thiết kế hệ thống EIS với dải tần phù hợp với từng ứng dụng, cho phép phân tích các đặc tính như điện trở dung dịch, điện trở truyền điện tích, điện dung lớp điện kép, đặc tính khuếch tán và các thành phần trở kháng tương đương. Dữ liệu EIS có thể được biểu diễn dưới dạng Nyquist Plot, Bode Plot và được xử lý bằng mô hình mạch tương đương để phục vụ nghiên cứu vật liệu, pin, coating, corrosion, sensor, fuel cell và supercapacitor.

Ứng dụng cho pin Lithium-ion và pin LFP

Máy phân tích điện hóa được TM-TECH thiết kế có thể sử dụng trong nghiên cứu và đánh giá pin Lithium-ion, pin LFP và các loại cell điện hóa khác. Hệ thống có thể thực hiện các phép thử sạc/xả theo CC, CV, CC-CV, C-rate, Constant Power, Constant Resistance, đồng thời hỗ trợ kiểm tra chu kỳ, pulse charge/discharge, EIS, GITT và PITT tùy cấu hình. Các phép đo này có thể được sử dụng để đánh giá đặc tính sạc/xả, dung lượng, hiệu suất Coulombic, đặc tính phân cực, trở kháng và sự thay đổi của cell trong quá trình cycling. TM-TECH có thể thiết kế thêm battery jig, pouch cell fixture hoặc single-cell fixture để phù hợp với kích thước và cấu trúc mẫu thực tế.

Ứng dụng kiểm tra ăn mòn và lớp phủ

Trong lĩnh vực corrosion testing, hệ thống có thể được cấu hình để thực hiện phép đo OCP, Tafel, Polarization Resistance, Potentiodynamic Polarization, Cyclic Polarization và Galvanic Corrosion nhằm nghiên cứu đặc tính điện hóa của kim loại, hợp kim và lớp phủ bảo vệ. Khi kết hợp với EIS, hệ thống có thể hỗ trợ đánh giá sự thay đổi của đặc tính điện hóa của lớp phủ hoặc vật liệu trong quá trình tiếp xúc với môi trường thử nghiệm. TM-TECH có thể thiết kế corrosion cell, electrode holder và fixture phù hợp với kích thước cũng như hình dạng mẫu của khách hàng.

Ứng dụng nghiên cứu cảm biến điện hóa

Đối với electrochemical sensor và bio-electrochemistry, máy có thể được cấu hình với dải dòng thấp, độ phân giải cao và các phương pháp như CV, CA, DPV, SWV và EIS. Hệ thống có thể được sử dụng để nghiên cứu điện cực, screen-printed electrode, cảm biến hóa học, cảm biến sinh học và các cấu trúc điện cực đặc biệt. Việc lựa chọn dải đo và fixture sẽ được TM-TECH xác định dựa trên tín hiệu điện hóa dự kiến của mẫu nhằm đảm bảo thiết bị có độ phân giải phù hợp với phép đo.

Ứng dụng cho Fuel Cell, Supercapacitor và Solar Cell

Ngoài battery và corrosion, máy phân tích điện hóa TM-TECH còn có thể được thiết kế cho Fuel Cell, Supercapacitor và Solar Cell. Đối với fuel cell, hệ thống có thể thực hiện các phép đo I-V, polarization curve, EIS và các phép thử đặc tính điện hóa của cell. Với supercapacitor, hệ thống hỗ trợ nghiên cứu charge/discharge, CV và EIS để đánh giá đặc tính tích trữ năng lượng và trở kháng. Đối với solar cell, hệ thống có thể được cấu hình để đánh giá các thông số như Open Circuit Voltage, Short Circuit Current, Maximum Power, Efficiency, Series Resistance và các thông số liên quan đến đặc tính của photovoltaic cell.

TM-TECH thiết kế máy phân tích điện hóa theo yêu cầu

TM-TECH không chỉ cung cấp thiết bị đo mà còn thiết kế cấu hình hệ thống theo yêu cầu của từng dự án. Khách hàng có thể cung cấp SOR, yêu cầu bài test, loại mẫu hoặc phương pháp thử; TM-TECH sẽ dựa trên các yêu cầu đó để đề xuất cấu hình Electrochemical Workstation, Potentiostat/Galvanostat, EIS/FRA, cell điện hóa, fixture, phần mềm và hệ thống thu thập dữ liệu phù hợp. Đối với những ứng dụng đặc biệt, hệ thống có thể được thiết kế thêm multichannel, Power Booster, battery jig, pouch jig, corrosion cell, fuel-cell fixture hoặc các bộ gá chuyên dụng để đáp ứng điều kiện thử nghiệm thực tế.