交流阻抗是一種廣泛應(yīng)用于許多電化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)方法。盡管現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)使其應(yīng)用變得非常容易，但用戶(hù)必須認(rèn)真處理好
交流阻抗測(cè)試的基本條件，才能得到可靠的結(jié)果。其中一個(gè)重要條件就是研究對(duì)象的穩(wěn)定性。并不是所有研究對(duì)象（例如電池），也不是在所有條件下（例如長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量）都能保證測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這些情況下測(cè)量的數(shù)據(jù)可能會(huì)不可靠而導(dǎo)致誤解。然而在大多數(shù)情況下，并不能簡(jiǎn)單的看出測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。
Zahner ZHIT 算法是一種能夠檢測(cè)這種不可靠性的工具，此外它還能從測(cè)量的相位數(shù)據(jù)中重建其阻抗數(shù)據(jù)。
1.ZHIT 介紹
ZHIT 表示“Impedance (Z)- Hilbert -Transformation”阻抗（Z）-希爾伯特-轉(zhuǎn)換。ZHIT 算法是與電化學(xué)阻抗譜（EIS）相關(guān)的計(jì)算技術(shù),與 Kramers-Kronig 對(duì)比，當(dāng)研究體系與較小相位體系相關(guān)時(shí)，ZHIT 能夠處理這種情況。這種體系也稱(chēng)為兩極體系。兩極或較小相位體系實(shí)際上反映的是沒(méi)有信號(hào)延遲的體系。
在這種情況下，ZHIT 提供了檢查被測(cè)對(duì)象的穩(wěn)定性和互感性的可能性。體系不穩(wěn)定性會(huì)在低頻區(qū)出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，互感性問(wèn)題出現(xiàn)在較高頻率范圍的 EIS 譜圖中，特別是研究低阻抗體系時(shí)，這種情況更明顯。ZHIT 技術(shù)除了能驗(yàn)證阻抗譜圖的可靠性之外，還可以通過(guò)相位曲線重建修正后的原始阻抗數(shù)據(jù)，從而再進(jìn)行阻抗擬合操作。
2.非穩(wěn)定性
測(cè)試對(duì)象在測(cè)量過(guò)程中的不穩(wěn)定性經(jīng)常會(huì)妨礙 EIS 數(shù)據(jù)的分析。這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在許多電化學(xué)阻抗譜的應(yīng)用中，例如放電條件下對(duì)燃料電池和電池的評(píng)價(jià)、光照下對(duì)光敏體系的研究（即光致變色），或者對(duì)金屬表面的油漆和涂層的吸水性研究（即腐蝕防護(hù)）等。以時(shí)間漂移系統(tǒng)為例，充放電循環(huán)過(guò)程中的鋰離子累加器由于電池內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使得鋰離子累加器的充電狀態(tài)不斷改變，從而影響參與反應(yīng)物的濃度，這種不穩(wěn)定因素就會(huì)導(dǎo)致電池在充放電過(guò)程中的時(shí)間漂移。
用理論方法分析這種不穩(wěn)定體系的電化學(xué)阻抗譜是比較困難的。而借助 ZHIT 算法便可以檢測(cè)出類(lèi)似上述不穩(wěn)定因素而造成的一些錯(cuò)誤假象。此外，ZHIT 算法所獲得的信息可用于重建因果阻抗譜圖，重建的阻抗譜圖符合 Kramer-Kronig 關(guān)系。所以，這種 ZHIT 算法技術(shù)的可靠性成為可能。
3.運(yùn)算步驟
Z-HIT 算法的運(yùn)算過(guò)程如圖 1 所示。
圖 1：測(cè)量數(shù)據(jù)的平滑化和Z-HIT 方程分量的計(jì)算
在步（圖 1.1）中，為了獲得連續(xù)的曲線（樣條曲線），對(duì)阻抗和相位這兩組測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了平滑處理。在第二步中，通過(guò)相位的樣條曲線重新計(jì)算其阻抗曲線。這時(shí)從高頻到低頻（圖 1.2，綠色曲線）范圍內(nèi)相位偏移被積分。為了能正確重建阻抗數(shù)據(jù)曲線， 根據(jù)該特定頻率下的相位偏移斜率確定其阻抗譜圖的校正系數(shù)（圖 1.3）。這樣我們就得到了一個(gè)重建的曲線，理論上它與原始測(cè)量的阻抗數(shù)據(jù)平行，但是在 y 軸方向上有偏移
（圖 4）。后，重建的曲線向原數(shù)據(jù)曲線移動(dòng)，位移數(shù)值從原始的阻抗譜圖中所相關(guān)的頻率范圍內(nèi)計(jì)算出。下一章節(jié)進(jìn)一步討論這種抵消假象的頻率范圍。
