DISSERTATION_BURZLER_RAPHAELA.pdf - OPUS - Universität ...

4.6 Elektrochemische Impedanzspektroskopie
COLE - COLE
- Z''
α = 0
α = 0.2
α = 0.4
Z'
COLE - DAVIDSON
- Z''
β = 1
β = 0.8
β = 0.6
Z'
Abbildung 4.27: Schematische Nyquist-Plots für den Halbkreis im Hochfrequenzbereich
unter Einfluss der Zusammenhänge nach COLE-COLE und COLE-DAVIDSON [265]
Im Zusammenhang mit der Anwendung eines EDLCs haben die Widerstandwerte des
äquivalenten Serienwiderstandes R ESR und des Faraday’schen Widerstandes R F spezielle
Bedeutungen. Die Impedanz eines elektrochemischen Kondensators entspricht vereinfacht
keiner reinen Kapazität, sondern einer Reihenschaltung aus Kapazität und einem Element, das
Ohm’sches Verhalten aufweist und für gewöhnlich frequenzabhängig ist. Dieses Ohm’sche
Element im Ersatzschaltkreis wird äquivalenter Serienwiderstand genannt. Dieser R ESR ist ein
realer Serienwiderstand, der vor allem Widerstände der Kondensatormesszelle, wie zum
Beispiel externe Kontaktwiderstände oder den reinen Elektrolytwiderstand, enthält. Manchmal
wird R ESR auch bei speziellen dielektrischen Materialien in Verbindung mit kinetisch limitierten
dielektrischen Relaxationsprozessen auf molekularer Ebene in Verbindung gebracht, jedoch
taucht der dielektrische Verlust durch die doppelschicht-bildenden Elektrolytionen normalerweise
erst im Frequenzbereich von einigen hundert Megahertz auf [266]. Der Wert für den R ESR
entspricht dem Schnittpunkt der komplexen Impedanz mit der “ • -Achse für f → ∞ und liegt für
wässrige Elektrolyte im Bereich von einigen Milliohm und für organische Elektrolyte im Bereich
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