电化学基础知识
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电化学基础
法拉第过程、非法拉第过程
法拉第定律
m ( ) re M t
Nernst方程
双电层
循环伏安曲线
• 电流越大 (100mA/S),越接近 矩形，说明内阻 越小
采用三电极体系，在一定 的溶液中（1M KCl)在特定 电压范围内进行循环扫描， 得到伏安曲线
循环伏安曲线
恒流充放电曲线
赝电容计算电容值一般是 通过恒流充放电，A/g就是 质量电流密度，计算电容 就是质量电流密度乘以放 电时间再除以电压区间， 得到比电容F/g
恒流充放电曲线=电容量
q q t I t C U t U U
C比容量
C I t m mU
总结
• 1）用CV面积算电容： i) 三电极：C=S/2vU 系数1/2是因为只算放电的那一半面积 ， S是伏安曲线的闭合积分面积,v是 扫速，U是电压窗 {伏安曲线为标准矩形，然后按照C=2I/v，I为伏安曲线平台电流，v为扫速。 这里得到的是电极材料的电容} ii) 两电极：C=S/2v(U/2)=S/vU 这里没有1/2，是因为在做CV时，正负极电位同时相相反方向充电 或放电，电位变化只有1/2U 这里得到的是电容器的电容 • 2）用恒流充放电计算电容： i) 三电极：C=it/U 这里得到的是电极材料的电容 ii) 两电极：C=it/U 这里得到的是电容器的电容 怎样由上面计算得到的电容量C计算出电极材料的单位质量比电容（Cs）？ 三电极：Cs=C/m • 两电极：Cs=4C/M （M为两个电极中活性物的总质量）， 系数4，是因为单电极的质量比容量是 整个器件比容量的4倍（通过1/C=1/C++1/C-可以得到）。 对于对称电容器来说，M=2m，所以两电极测得的Cs=4C/M=2C/m •
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电路模型
循环伏安曲线-电容量
Biblioteka BaiduC
S 4 d
循环伏安曲线-电容量
dq dq / dt i C dV dV / dt dV / dt
C比容量
C i m mdV / dt
对于碳材料，也就是双电层电容器，CV曲线一般为比较规则的矩形，计算电容可 以通过积分面积计算，粗略计算就是电流平台值除以扫速就是电容值F,在除以活性 物质质量就是比容量
法拉第过程、非法拉第过程
法拉第定律
m ( ) re M t
Nernst方程
双电层
循环伏安曲线
• 电流越大 (100mA/S),越接近 矩形，说明内阻 越小
采用三电极体系，在一定 的溶液中（1M KCl)在特定 电压范围内进行循环扫描， 得到伏安曲线
循环伏安曲线
恒流充放电曲线
赝电容计算电容值一般是 通过恒流充放电，A/g就是 质量电流密度，计算电容 就是质量电流密度乘以放 电时间再除以电压区间， 得到比电容F/g
恒流充放电曲线=电容量
q q t I t C U t U U
C比容量
C I t m mU
总结
• 1）用CV面积算电容： i) 三电极：C=S/2vU 系数1/2是因为只算放电的那一半面积 ， S是伏安曲线的闭合积分面积,v是 扫速，U是电压窗 {伏安曲线为标准矩形，然后按照C=2I/v，I为伏安曲线平台电流，v为扫速。 这里得到的是电极材料的电容} ii) 两电极：C=S/2v(U/2)=S/vU 这里没有1/2，是因为在做CV时，正负极电位同时相相反方向充电 或放电，电位变化只有1/2U 这里得到的是电容器的电容 • 2）用恒流充放电计算电容： i) 三电极：C=it/U 这里得到的是电极材料的电容 ii) 两电极：C=it/U 这里得到的是电容器的电容 怎样由上面计算得到的电容量C计算出电极材料的单位质量比电容（Cs）？ 三电极：Cs=C/m • 两电极：Cs=4C/M （M为两个电极中活性物的总质量）， 系数4，是因为单电极的质量比容量是 整个器件比容量的4倍（通过1/C=1/C++1/C-可以得到）。 对于对称电容器来说，M=2m，所以两电极测得的Cs=4C/M=2C/m •
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电路模型
循环伏安曲线-电容量
Biblioteka BaiduC
S 4 d
循环伏安曲线-电容量
dq dq / dt i C dV dV / dt dV / dt
C比容量
C i m mdV / dt
对于碳材料，也就是双电层电容器，CV曲线一般为比较规则的矩形，计算电容可 以通过积分面积计算，粗略计算就是电流平台值除以扫速就是电容值F,在除以活性 物质质量就是比容量