电化学阻抗谱分析仪校准规范发布稿

⑪⑪户（需）

黑龙江省地方计量技术规范

JJF（黑）02-2021

电化学阻抗谱分析仪校准规范

CalibrationSpecificationforElectrochemicalImpedanceSpectroscopyAnalyzer

2021-08-27发布2021-09-01实施

黑龙江省市场监督管理局发布

电化学阻抗谱分析仪校准规范

1范围

本规范适用于配置四电极系统的电化学阻抗谱分析仪的校准，具有电化学阻抗谱分析

功能的电池综合测试系统相应项目的校准也可参照本规范执行。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJF1620-2017电池内阻测试仪校准规范

JJF（军工）108-2015电池充放电测试仪校准规范

ISO16773-1：2016电化学阻抗谱（EIS）涂层和无涂层金属试件第1部分:术语和定义

（Electrochemicalimpedancespectroscopy（EIS）oncoatedanduncoatedmetallic

specimens-Part1:Termsanddefinitions）

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

3术语和计量单位

3.1电化学阻抗谱electrochemicalimpedancespectroscopy

把电化学系统的阻抗谱记录为所施加信号频率的函数的电化学技术，并通过传递函数

对由此获得的阻抗谱进行分析。

3.2阻抗impedance

电化学电池中施加交流电压〃（或电流/）与响应电流（或电位）之间的频率相关的

复数比例因子△勿。

4概述

电化学阻抗谱分析仪是用于检测电化学电池电流和电位以及其它电化学参数变化的

测量系统。电化学阻抗谱分析仪是由四电极系统、快速数字信号发生器、高速数据采集系

统、电位电流信号滤波器、多级信号增益、IR降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪等组

成的电化测量系统。其既可用于检测电池电压，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参

数，从而完成对多种状态下电池参数的测量和分析。

5计量特性

5.1电池开路电压示值

最大允许误差：模拟指示仪器根据量程不同，最小值为±0.02%满度值，最大为±2畀

满度值；数字指示仪器最小值为±0.02%读数值，最大值为±2%读数值。

5.2阻抗模示值

最大允许误差：模拟指示仪器根据量程不同，最小值为±0.05%满度值，最大为±5%

满度值；数字指示仪器最小值为±0.05%读数值，最大值为±5%读数值。

5.3相位示值

相位测量范围：0°~360°,测量条件为频率0.1Hz~100kHz,相位最大允许误差：模拟

指示仪器±5%满度值；数字指示仪器±5%读数值。

5.4频率示值

测量范围：0.1Hz~100kHz,最大允许误差：模拟指示仪器±2%满度值；数字指示仪器

±2%读数值。

注：以上所有指标不用于合格性判别，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

a）环境温度：（23±5）℃o

b）相对湿度：20%~80%o

c）供电电源：电压：（220±22）V；频率：（50±0.5）Hz。

d）周围无影响正常工作的电磁干扰。

6.2测量标准及其他设备

测量标准应经计量检定或校准，并在有效期内，其测量范围应覆盖被校电化学阻抗谱

分析仪的测量范围，并且分辨力应不大于被校电化学阻抗谱分析仪的1/10。测量标准的扩

展不确定度（上2）应不大于被校电化学阻抗谱分析仪相应参数最大允许误差绝对值的1/3。

测量标准包含

一频率发生器；

一直流标准电压源；

一高低频标准阻抗箱;

—LCR测试仪；

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

电化学阻抗谱分析仪校准项目见表lo

表1电化学阻抗谱分析仪校准项目一览表

序号项目名称计量特性的条款校准方法的条款

1电池开路电压示值误差5.17.2.3

2阻抗模示值误差5.27.2.4

3相位示值误差5.37.2.5

4频率示值误差5.47.2.6

7.2校准方法

7.2.1校准前准备

a）工作正常性检查

通电后开关、按键、调节旋钮、显示屏、测量仪表和各种状态指示灯（标志）应工作

正常。

b）预热

在规定的环境条件下，测量标准和被校电化学阻抗谱分析仪按各自的说明书和实际工

作需要进行预热；无要求时，开机预热时间不小于30min。

7.2.2校准点选择

校准点的选取见表2。

表2校准点选取一览表

序号项目名称校准点选取原则

每个量程至少选择3个校准点，应包含量程的10%、50%

1电池开路电压示值误差

和100%-

至少选择3个校准点，应包含Im。、10mQ、1Q、10Q、

2阻抗模示值误差

100Q中任意3个点。

3相位示值误差至少选择3个校准点，应包含0°、90°、270°o

4频率示值误差至少选择3个校准点，应包含10Hz、1kHz、lOOkHzo

7.2.3电池开路电压示值误差

a）按图1接线；

b）按表2对应项目选择校准点；

c）设置被校电化学阻抗谱分析仪为电池开路电压测量功能，按校准点设置直流标准

电压源输出电压“）;

图1电池开路电压校准接线图

d）启动被校电化学阻抗谱分析仪，待测量示值稳定后，记录直流标准电压源输出电

压。。和被校电化学阻抗谱分析仪电池开路电压示值4；

e）按公式（1）计算电池开路电压示值误差/4。

AUX=US-UO⑴

式中：

/q——被校电化学阻抗谱分析仪电池开路电压示值误差，v；

U3——被校电化学阻抗谱分析仪电池开路电压示值，V；

U。——直流标准电压源输出电压示值，V。

注：接线端说明：WE：电流线高端；CE：电流线低端；SE：电压线高端；RE：电压线低端。

7.2.4阻抗模示值误差

a）按图2接线；

b）按表2对应项目选择校准点；

c）设置被校电化学阻抗谱分析仪为电压源输出模式的阻抗谱测量功能，设置电压源

固定输出电压为10mV,设置为不同频率下的单频测量功能，按校准点选择高低频标准阻

抗箱。每个校准点可选择在任意2至3个频率点进行校准，也可根据实际情况，自行增加

校准频率点；

-

w田被

标抗校

准E谱

fs电

R

阻分化

抗V析学

箱E仪阻

E

图

准接线

测量校

阻抗模

图2

和被校

值Z。

抗模

准阻

录标

，记

定后

值稳

量示

待测

仪，

分析

抗谱

学阻

校电化

启动被

d）

；

示值Zs

阻抗模

分析仪

阻抗谱

电化学

Z、。

误差/

示值

抗模

算阻

）计

式（2

按公

e）

。

Zs-Z

/Zx=

(2)

：

式中

；

差，Q

示值误

阻抗模

析仪

抗谱分

化学阻

被校电

/Zx——

，Q；

模示值

仪阻抗

谱分析

阻抗

化学

被校电

Zs——

。

，Q

模值

阻抗

标准

4—

值误差

相位示

.5

7.2

；

接线

按图3

a）

点；

校准

选择

项目

对应

按表2

b）

电压源

，设置

量功能

抗谱测

式的阻

出模

源输

为电压

分析仪

阻抗谱

电化学

被校

设置

c）

电容、

的标准

择相应

准点选

按校

功能，

频测量

下的单

同频率

为不

,设置

为10mV

电压

输出

固定

标准电

试测量

准器测

作为标

测试仪

。LCR

成的

来完

较法

过比

是通