QCM-I石英晶體微天平有助于實(shí)時(shí)研究發(fā)生在電極充放電、以及隔膜材料物理化學(xué)性質(zhì)的變化，對(duì)電池領(lǐng)域研究正在作出重要貢獻(xiàn)。電池在充放電的過(guò)程中，電極材料選擇，電解液隔膜，以及電池表面化學(xué)物質(zhì)的改變都會(huì)影響電池質(zhì)量的變化。
QCM-I石英晶體微天平的結(jié)構(gòu)原理：
起初被應(yīng)用在空氣或者真空中檢測(cè)物質(zhì)在表面的吸附，現(xiàn)代科技的發(fā)展也使得它擁有在液相中檢測(cè)物質(zhì)吸附的能力。該系統(tǒng)的核心是石英晶體傳感器。當(dāng)傳感器兩端施加電壓時(shí)，石英晶體會(huì)在共振頻率處引發(fā)一個(gè)小的剪切振動(dòng)。如果在晶體表面上吸附一層薄膜，晶體的振動(dòng)就會(huì)減弱，并且這種振動(dòng)的減弱或者頻率的降低隨著薄膜的厚度和密度變化。當(dāng)芯片表面有物質(zhì)吸附時(shí)，芯片的頻率會(huì)降低。
含石英晶體振蕩器，頻率計(jì)數(shù)器，快速數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，高分辨高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，電位電流信號(hào)濾波器，信號(hào)增益，iR降補(bǔ)償電路，以及恒電位儀／恒電流儀。電位范圍為±10V，電流范圍為±250mA。電流測(cè)量下限低于50pA。
QCM-I石英晶體微天平和恒電位儀/恒電流儀集成使得測(cè)量變得十分簡(jiǎn)單方便。
采用時(shí)間分辨的方式測(cè)量頻率的改變。傳統(tǒng)的方法是采用頻率直接計(jì)數(shù)的方法，要得到1Hz的QCM分辨率，需要1秒的采樣時(shí)間。要得到QCM分辨率，需要10秒的采樣時(shí)間。我們是將QCM的頻率和一標(biāo)準(zhǔn)頻率的差值作周期測(cè)量，從而大大縮短了采樣時(shí)間，提高了時(shí)間分辨。
可在毫秒級(jí)的時(shí)間里得到更好的頻率分辨。當(dāng)和循環(huán)伏安法結(jié)合時(shí)，可允許掃描速度下獲得QCM的信號(hào)。這對(duì)需要較快速的測(cè)量尤為重要。
