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高精度 電気化学測定装置 IM7シリーズ
電気化学、電池・燃料電池、腐食・コーティング研究に対応する高精度ポテンショスタット。
用途や研究目的に合わせて、3つのモデルから選択できます。
- 10µHz-12MHz 最大EIS周波数レンジ
- 32-bit DC 高分解能計測
- ±4A 最大電流レンジ
IM7 シリーズとは
IM7シリーズは、ドイツのZahner社による高精度な電気化学測定を必要とする研究・開発現場に向けた測定装置シリーズです。 測定精度が求められる基礎研究から、応用評価、材料開発、デバイス評価まで、幅広いテーマに対応します。 単に測定性能が高いだけでなく、対象や用途に応じて柔軟にシステム構成を選べることもIM7シリーズの特長です。電気化学測定に加え、光電気化学や太陽光発電関連のアプリケーションにも対応し、さまざまな評価環境に適した測定基盤を構築できます。
用途に合わせて選べる3つのIM7
コンパクトモデルから最高性能モデルまで、必要な周波数レンジ、電流レンジ、拡張性に応じて選定できます。
研究ワークフローを支える計測・解析機能
測定シーケンスの自動化からインピーダンス解析まで、研究現場での反復作業を支える機能を整理して見せます。
安定した微小インピーダンス測定
25µΩ抵抗に対する単一周波数・単一周期インピーダンス測定など、微小信号領域の性能を訴求。
超低速CV測定にも対応
LFP電池での10µV/s超低速CV測定例を使い、精密な電位制御を印象づけます。
Custom Experiment Builder
ドラッグ&ドロップ、ループ、分岐、変数、数式により、自動化された測定フローを構築できます。
µΩ領域から高インピーダンス領域まで、EIS性能を見える化
電気化学測定データの解析ソフトウェア
Zahner Analysis（ザーナーアナリシス）
インピーダンススペクトルのアーティファクト検出やフィッティング用にアーティファクトを除去したスペクトルの再構成に役立つ、特徴的なZHITツールと、フィッティング上での等価回路各要素の周波数依存重みを解析する独自のシグニフィカンスプロットと呼ばれる機能があります。（IM7c/IM7/IM7x 共通）
電気化学測定の自動化
Zahner のポテンショスタットは、試験ベンチへの容易な統合と柔軟なリモート制御を提供します。複数台のポテンショスタットを統合し高品質マルチチャンネル測定システムを構築可能。
( IM7/IM7x ２製品対応)
IM7 シリーズ 詳細仕様
| 項目 | IM7c | IM7 | IM7x |
|---|---|---|---|
| 位置づけ | 小型ポテンショスタット | 多目的ポテンショスタット | 最高性能ポテンショスタット |
| EIS精度コンタープロット | |||
| Z > 100 mΩ | ポテンショスタットモード、振幅10 mV | ||
| Z > 1 MΩ | ポテンショスタットモード、振幅70 mV、シールド使用 | ||
| Z < 100 mΩ | ガルバノスタットモード、振幅100 mA | ||
| Z < 1 mΩ | ガルバノスタットモード、振幅1 A | ガルバノスタットモード、振幅2 A | ガルバノスタットモード、振幅2 A |
| 測定条件 | DCバイアス電圧／電流なし | ||
| 端子条件 | Lemosa端子 | ||
| 一般仕様 | |||
| ポテンショスタットモード | POT、GAL、OCP、FRA、ZRA、OFF | ||
| ADC分解能 | 32-bit DC、24-bit AC | ||
| 高調波除去 | 60 dB以上(FS50%入力時) | ||
| セル接続 | 2端子、3端子、4端子 Kelvin | ||
| 接地方式 | 接地、フローティング | ||
| インターフェース | Gigabit Ethernet（GbE） | ||
| 寸法・重量 | 160 × 255 × 385 mm / 8 kg | 160 × 364 × 376 mm / 11.4 kg | 160 × 470 × 376 mm / 13.2 kg |
| 電源 | 100/115/230 VAC、50/60 Hz、180 W | 100/115/230 VAC、50/60 Hz、300 W | 100/115/230 VAC、50/60 Hz、400 W |
| 動作温度・湿度 | 10 °C～30 °C / 60%未満 | ||
| ストレージ | 40 GB m.2 SSD | ||
| 対応OS | Windows、Linux、macOS | ||
| 入力（測定） | |||
| 最大入力電圧 | 低レンジ: ±5 V 高レンジ: ±14 V |
低レンジ: ±5.5 V 高レンジ: ±16 V |
低レンジ: ±5.5 V 高レンジ: ±16 V |
| 電圧分解能 | 低レンジ: 3.2 nV 高レンジ: 9.6 nV |
低レンジ: 3.2 nV 高レンジ: 9.6 nV |
低レンジ: 3.2 nV 高レンジ: 9.6 nV |
| 電圧精度 | 低レンジ: 読取値の±10 ppm±100 µV 高レンジ: 読取値の±30 ppm±300 µV |
低レンジ: 読取値の±5 ppm±50 µV 高レンジ: 読取値の±15 ppm±150 µV |
低レンジ:読取値の±2ppm ±50 µV 高レンジ:読取値の±5ppm ±150 µV |
| DC電流分解能 | 2 aA（32-bit） | ||
| DC電流精度 | 300mA～3A ：読取値の±0.5%＋FS±0.4% 3μA～300mA ：読取値の±0.05%＋FS±0.04% 30nA～3μA :読取値の0.5%＋FS±0.4% 30nAm未満 ：読取値の±0.5% ＋ ±125 fA |
300mA～3A ：読取値の±0.5%＋FS±0.2% 3 µA ～ 300 mA ：読取値の±0.05%＋FS±0.02% 30 nA ... 3 µA ：読取値の±0.5%＋FS±0.2% 30nA 未満 ：読取値の±0.5% ＋ ±125 fA |
300mA～4 A ：読取値の±0.5%＋FS±0.2% 3 µA ~ 300 mA ：読取値の±0.05%＋FS±0.02% 30 nA～3 µA :読取値の±0.5% ＋FS±0.2% 30nA未満 :読取値の±0.5%＋ ±125 fA |
| 入力インピーダンス | 10 TΩ以上(typ. ±5 pF ) | ||
| 入力リーク電流 | 代表値:±200 fA以下 最大値: ±5 pA 以下 |
代表値:±200 fA以下 最大値: ±2 pA 以下 |
代表値:±200 fA以下 最大値: ±2 pA 以下 |
| インピーダンス範囲 | 20 µΩ～100 GΩ 詳細はEIS精度コンタープロット参照 |
10 µΩ～100 GΩ 詳細はEIS精度コンタープロット参照 |
10 µΩ～100 GΩ 詳細はEIS精度コンタープロット参照 |
| 最大サンプリングレート | 最大2チャンネルで900 kHz | 最大2チャンネルで900 kHz、合計3 MSps | 最大2チャンネルで900 kHz、合計3 MSps |
| コモンモード除去 | 10 µHz～100 kHz：86 dB 以上 100 kHz～5 MHz：66 dB 以上 |
10 µHz～100 kHz：86 dB 以上 100 kHz～5 MHz：66 dB 以上 |
10 µHz～100 kHz：86 dB 以上 100 kHz～5 MHz：66 dB 以上 |
| 入力チャンネル位相トラッキング精度 | 10 µHz～100 kHz：±0.05° 100 kHz～5 MHz：±0.125° |
10 µHz～100 kHz：±0.05° 100 kHz～5 MHz：±0.125° |
10 µHz～100 kHz：±0.05° 100 kHz～5 MHz：±0.125° |
| 等価入力ノイズ | 電圧:1 µV rms 電流:100 fA rms (1 mHz～10 Hz) |
||
| 出力（ポテンショスタット） | |||
| 制御電圧 | 低レンジ: ±5 V 高レンジ: ±14 V |
低レンジ: ±5 V 高レンジ: ±15 V |
低レンジ: ±5 V 高レンジ: ±15 V |
| 分解能 | 低レンジ: 2.5 nV 高レンジ: 7.5 nV |
||
| 精度 | 低レンジ: ±250 µV ±読取値の20 ppm 高レンジ: ±750 µV ±読取値の60 ppm |
低レンジ: ±150 µV ±読取値の15 ppm 高レンジ: ±450 µV ±読取値の45 ppm |
低レンジ: ±150 µV ±読取値の5 ppm 高レンジ: ±450 µV ±読取値の25 ppm |
| 積分非直線性 | 低レンジ: typ. 4 ppm、max. 8 ppm 高レンジ: typ. 12 ppm、max. 24 ppm |
低レンジ: typ. 2 ppm、max. 4 ppm 高レンジ: typ. 6 ppm、max. 12 ppm |
低レンジ: typ. 1 ppm、max. 2 ppm 高レンジ: typ. 3 ppm、max. 8 ppm |
| コンプライアンス電圧 | 低レンジ: ±14 V 高レンジ: ±14 V |
低レンジ: ±14 V 高レンジ: ±28 V |
低レンジ: ±16 V 高レンジ: ±32 V |
| 帯域 | DC～6 MHz (33 Ω負荷) | DC～10 MHz (33 Ω負荷) | DC～15 MHz (33 Ω負荷) |
| IR補償 | 自動ACインピーダンス方式 保証範囲0～10 MΩ 設定分解能0.012% |
||
| スモールシグナル応答時間 | 150 ns～200 µs、5段階、自動選択 | ||
| スルーレート | 15 MV/s | ||
| 出力（ガルバノスタット） | |||
| 制御電流 | ±2 A | ±3 A | ±4 A |
| 電流レンジ | ±3 nA～±2 A(12レンジ) | ±3 nA～±3 A(12レンジ) | ±3 nA～±4 A(12レンジ) |
| 分解能 | 32-bit、FSの±0.2 ppb | 32-bit、FSの±0.2 ppb | 32-bit、FSの±0.2 ppb |
| 精度 | 3 µA～300 mA:±読取値の0.1% ＋FS＋0.04% 3 µA未満、300 mA以上:±読取値の0.4% ＋FS±0.2% |
3 µA～300 mA:読取値の±0.05% ＋FS±0.02% 3 µA未満、300 mA以上:読取値の±0.2%＋FS±0.1% |
≥ 3 µA～300 mA:読取値の±0.025% ＋FSの±0.01%、 3 µA未満、300 mA以上:±読取値の±0.1%＋ FS±0.05% |
| 周波数ジェネレータ & アナライザ | |||
| EIS周波数範囲 | 10 µHz～5 MHz | 10 µHz～8 MHz | 10 µHz～12 MHz |
| AC電圧振幅 | 低レンジ: 0～2 V、24-bit分解能 高レンジ: 0～6 V、24-bit分解能 |
||
| AC電流振幅 | 0～2 A24-bit分解能 12レンジ |
||
| 精度 | 0.0025%以下 | ||
| 分解能 | 0.0025%、10,000 steps/decade | ||
用途例
FAQ
測定前にウォームアップは必要ですか？
はい。測定開始前に30分以上のウォームアップを推奨します。
IM7シリーズでは、最適な精度と安定性を得るため、測定前に少なくとも30分のウォームアップが必要です。ウォームアップ後にDC キャリブレーションを実行することで、より安定した測定が可能になります。なお、DC キャリブレーションは自動では実行されず、手動で開始する必要があります。校正には、アドオンカードの構成にもよりますが、約3〜5分かかります。
Autorangingはいつ使うべきですか？
ゆっくりした測定では有効ですが、高速測定では手動レンジ設定が推奨されます。
Autorangingは、測定電流に応じて電流レンジを自動で切り替える機能です。ただし、レンジ切替には通常数十ミリ秒程度の時間がかかります。そのため、高速CVなどの速い電気化学プロセスでは、レンジ切替中に重要なピークや過渡応答を見逃す可能性があります。予想される電流範囲が分かっている場合は、AutorangingをOFFにし、適切な電流レンジを手動で設定することが推奨されています。
Wave Display／FFT Displayでは何を確認できますか？
EIS測定中の信号品質、特に線形性や歪みを確認できます。
EISでは、測定対象が定常状態であり、印加した小さな正弦波に対して線形に応答することが重要です。Zahner Labでは、Wave Displayで電圧・電流波形と基本波を比較でき、FFT Displayで高調波成分を確認できます。波形の歪みや高調波成分が大きい場合、印加振幅が大きすぎるなど、非線形応答が生じている可能性があります。その場合は振幅を下げて再測定することで、より信頼性の高いEISデータ取得につながります。
