在電化學阻抗系列，就電化學阻抗是什么，如何測試，測試數據，等效電路擬合，擬合參數分析等進行了分析。最終我們落實到最終的分析上，需要進行綜合歸納、分析，以達到電化學阻抗測試的預期目的。電化學阻抗到底如何進行分析呢？也沒有哪篇文章、資料或者是書籍進行一個明確說明。但無論是對于文章撰寫、報告撰寫還是自行結果分析，科學、詳細、條理、具體且深入的電化學阻抗結果分析就變得尤為重要。因此，本文就電化學阻抗結果如何分析進行詳細解讀。

將電化學阻抗結果分析總結為“三步走”分析法——基礎數據解讀、等效電路選擇與解析、擬合參數深入解讀。

9.1 電化學阻抗結果都有什么？

要想進行全面且深入的電化學阻抗分析，必須要明確電化學結果都有什么。

電化學阻抗的測試結果實際主要包括三部分內容：基礎數據（Nyquist+Bode圖）、等效電路圖和延伸數據（擬合數據）。

9.1.1 基礎數據（Nyquist圖和Bode圖）

在前面推文“電化學阻抗系列5：電化學阻抗數據解讀”（電化學阻抗系列5：電化學阻抗數據解讀）中就電化學阻抗的基礎數據進行了分析，具體內容可以訪問此推文。

實際電化學阻抗測試結果主要是頻率、實部、虛部、相角構成的向量點，這些數據作為基礎數據，在結果中最終以Nyquist圖和Bode圖的形式展示給我們，里面蘊含了界面的基本數據和信息。

9.1.2 等效電路圖

在前面推文“電化學阻抗系列 6：電化學交流阻抗譜的等效電路擬合(定性+定量分析)”（電化學阻抗系列 6： 電化學交流阻抗譜的等效電路擬合(定性+定量分析)）和“電化學阻抗系列7：電化學阻抗等效電路擬合實操詳解（后附軟件）”（電化學阻抗系列7：電化學阻抗等效電路擬合實操詳解（后附軟件））就等效電路圖基本原理、擬合原因等進行了分析。

等效電路作為電化學阻抗結果中的重要組成部分，其也是電化學阻抗結果和界面/電化學反應聯系的橋梁，在進行分析的時候需要進行必要解析。

9.1.3 延伸數據（擬合數據）

我個人認為擬合參數是電化學阻抗最核心的結果，也可以認為是電化學阻抗的延伸數據結果。其是在基礎數據和等效電路圖的基礎上得到的，具體的內容和信息可以參考前面推文“電化學阻抗系列 8：等效電路圖擬合參數詳析”（電化學阻抗系列 8：等效電路圖擬合參數詳析）。

要想明確各個元器件的具體參數，界面的具體組成以及具體的電化學反應，不僅僅需要進行定性分析，還必須要進行定量分析。定量分析的核心支撐就是擬合參數。前面推文中就涉及到的具體參數、化學意義和內涵進行了詳細分析。

9.2 電化學阻抗結果分析案例詳析

本文選用Corrosion Science中的高被引論文“Ramezanzadeh B , Niroumandrad S , Ahmadi A ,et al.Enhancement of barrier and corrosion protection performance of an epoxy coating through wet transfer of amino functionalized graphene oxide[J].Corrosion Science, 2016, 103(Feb.):283-304. ”作為案例就電化學阻抗結果的分析進行詳細分析。

DOI:10.1016/j.corsci.2015.11.033.

9.2.1 看圖說話（基礎數據解讀）

首先必須要說明Nyquist圖和Bode圖中體現的關鍵信息，其實對于不同領域、不同研究方向關注的點可能存在區別。上面給出了Nyquist圖和Bode圖分析的實際案例，結合該案例以及自己的經驗說明分析要點包括哪些：
（1）Nyquist圖：

?對稱性與不對稱性：Nyquist圖中的半圓是否對稱可以提供重要線索。對稱性良好的半圓常常意味著單一、均勻的反應過程；而不對稱性則可能暗示并行反應、不同活性區域或表面不均勻性。

?半圓形態和數量：半圓的半徑通常代表電荷轉移阻抗（Rct），即電荷在界面處的傳遞難易程度。單一半圓通常表明一個電荷轉移過程，而多個半圓或復合結構可能暗示多重界面反應或不同的電極過程。

?高頻與低頻區域特征：

高頻區域（靠近原點）：通常反映溶液電阻，表示電解液的導電性及其均勻性。

中頻區域：出現的半圓往往代表電荷轉移過程，常用來評估電極/電解液界面的特性。

低頻區域：出現線性趨勢或“尾巴”狀結構，通常代表擴散控制過程（如沃伯格阻抗），有助于分析擴散現象和控制步驟。

?特殊形態：比如線性段（擴散阻抗）：在低頻區域，圖形會向右上方呈線性增加，通常表示擴散過程（如沃伯格阻抗），它與擴散控制過程相關。

按照上述關鍵點，依次進行分析，闡明基本的電化學過程。

（2）Bode圖：

?阻抗模值（|Z|）與頻率關系：

高頻區域：通常觀察到較低的|Z|值，主要反映溶液電阻或體系的電解質導電性。

中頻區域：若出現平坦平臺，則該部分通常對應電荷轉移過程，模值的大小與電荷轉移阻抗相關。

低頻區域：|Z|值上升，往往與擴散控制過程相關（如沃伯格阻抗），通常表示反應或擴散的限制步驟。

?相位角（Phase Angle）與頻率關系：

高相位角：若在中頻區域中相位角接近90°，通常表示良好的電容行為，這意味著電極/電解質界面具備顯著的電容特性。

低相位角：在高頻或低頻區域相位角趨近于0°，表明體系阻抗成分主要為純電阻性（如溶液電阻或擴散電阻）。

?頻率依賴特征：

在高頻、中頻、低頻三個區域中，相位角的變化揭示了不同反應過程的時間常數和電荷傳遞機制。Bode圖通常能夠直觀地展示電容-電阻并聯網絡的行為。

最大相位角與擴散行為：在中頻區域中相位角的峰值越高，通常代表了電極表面的均勻性和電容性；若出現明顯的低頻段尾部拖曳（低頻線性增加的趨勢），則表明擴散過程可能受到控制或有較強的限制作用。

?多重時間常數的識別：Bode圖中的多重峰值表示系統中有多種反應機制或并行反應。這在多重界面反應或多層結構體系中較為常見，能夠區分不同的界面或層次的阻抗特性。

這些要點幫助我們在Bode圖中解讀不同頻率區域的電化學特征，進一步理解電極界面特性、擴散效應和電荷傳遞過程。所以，我們在詳細分析的時候需要根據我們的體系依次進行解讀。

9.2.2 等效電路圖選擇與解析

等效電路圖的選擇實際是依據基礎數據以及Nyquist圖和Bode圖的形態進行的，所以我們在實際SCI論文的撰寫以及電化學阻抗的結果解析中，必須要為什么選擇該等效電路圖進行簡要說明。

同時，需就等效電路圖進行詳細說明，尤其是涉及到的電化學元器件進行說明。甚至在部分研究中，需要就電化學元器件的化學意義以及和界面之間的關系進行說明。比如：

單一半圓結構：對于Nyquist圖中只有一個半圓的情況，通常選擇簡單的電阻-電容(R-C)并聯電路。該電路模型常用于描述單一電荷轉移過程，如電極/電解質界面的單層電荷轉移。

雙層或多層結構：若Nyquist圖中出現多個半圓（或多個相位角峰值），表示體系中有多種反應機制或界面過程。可以采用串聯的多R-C單元模型，分別對應不同的反應或擴散層。

擴散控制過程：若在低頻區域觀察到明顯的“尾巴”或線性上升趨勢，則表明有擴散控制過程。此時需要引入沃伯格阻抗元件(W)，以反映擴散阻抗的影響。

不均勻界面：對于電極表面不均勻或具有多重時間常數的體系，常采用恒相位元件(CPE)代替理想電容元件，以更準確地擬合實際的界面阻抗行為。

9.2.3 擬合參數深入解讀

前面已經說明了，我認為電化學阻抗的擬合數據是整個電化學阻抗最核心的內容，所以需要就擬合參數進行深入解讀。一是需要就參數的大小、變化等進行分析和說明；二是需要就參數的電化學意義進行說明；三是和電化學體系、反應體系結合，進行深入分析。通過擬合參數的深入解讀有助于分析電極過程、腐蝕特性及界面狀態。通過監測和解讀參數的變化，研究者可以揭示電極反應的動態過程、緩蝕劑作用機理以及腐蝕產物的生成過程。

這里不再進行贅述，若要明確電化學參數的具體如何分析，請參考前一篇推文“電化學阻抗系列 8：等效電路圖擬合參數詳析”。

本文主要介紹電化學阻抗結果分析和論文撰寫的主要思路，其中涉及到的一些基礎知識、理論等，請移步閱讀前面幾篇推文，里面進行了十分詳細的分析和解讀。