Abstract
In this paper, we developed an electro impedance spectroscopy (EIS) device, which are primarily used for the analysis of fuel cells or batteries, to widen its coverage to the next generation super capacitor EDLC characterization. The developed system was composed of a signal generator that can generate various signal patterns, a potentiostatic generator, and a high speed digital filter for signal processing and measurement program. The developed system is portable, which is not only suitable laboratory use but also for mass production line. The special features of the system include a patterned output signal from 0.01 to 20 kHz, and a fast Fourier transform (FFT) analysis of current signals, both of which are acquired simultaneously. Our tests showed similar results after comparing the analysis from our newly-developed device showing the characteristics of EDLC complex impedance and the analysis from an equivalent impedance which was applied to an equivalent circuit. Now, we can expect a fast inspection time from the application of the present system to the super capacitor production line, based on time-varying changes in electrochemical impedance.
본 논문에서는 기존에 주로 연료전지나 배터리 분석용으로 사용되었던 EIS 장비를 그 적용 범위를 넓혀 차세대 축전지인 EDLC 슈퍼커패시터까지도 분석할 수 있도록 개발하였다. 시스템은 다양한 패턴을 발생시킬 수 있는 신호 발생기, 정전위기, 수집된 신호처리를 위한 고속 디지털 필터 및 측정 프로그램으로 구성되었다. 개발된 시스템은 연구실 레벨에 그치지 않고 휴대용이면서 양산용에도 적합한 전기화학 분석 장치이다. 시스템의 특징으로는 0.01에서 20kHz까지 신호 출력이 가능하며, 동시에 수집된 전류신호는 푸리에변환을 이용하여 빠르게 분석할 수 있다. 장치를 이용하여 분석한 EDLC의 특성인 복소 저항 임피던스와, 등가이론을 적용한 등가회로 임피던스 데이터를 비교한 결과, 비슷한 결과를 확인 할 수 있었다. 이 시스템을 사용하면, 슈퍼커패시터의 생산 과정에서 시간에 따라 변하는 전기화학적 임피던스 변화를 빠른시간에 측정 할 수 있을 것으로 예상된다.
