超級電容器電化學測試方法

1、超級電容器電極的性能測試超級電容器電極的性能測試超級電容器的主要技術指標有比容量、充放電速率、循環(huán)壽命等。實驗采用CHI760電化學工作站（包括循環(huán)伏安法、恒電流電位法等），考察不同方法處理后電極的電化學性能。電化學體系三電極介紹電化學體系三電極介紹電化學體系借助于電極實現(xiàn)電能的輸入或輸出，電極是實施電極反應的場所。電化學體系二電極體系 三電極體系： 三電極兩回路 三電極組成兩個回路：研究電極和參比電極：構成一個不通或基本少通電的體系，利用參比電極電位的穩(wěn)定性來測量工作電極的電極電位。研究電極和輔助電極：構成一個通電的體系，用來測量工作電極通過的電流。2 2、循環(huán)伏安法、循環(huán)伏安法伏安分析法是

2、以被分析溶液中電極的電位-電流行為為基礎的一類電化學分析方法。伏安分析法中所加電位稱為激勵信號，如果電位激勵信號為線性電位激勵，所獲得的電流響應與電位的關系稱為線性伏安掃描；如果電位激勵信號為三角波激勵信號，所獲得的電流響應與電位激勵信號的關系稱為循環(huán)伏安掃描。循環(huán)伏安法的典型激發(fā)信號三角波電位，轉換電位為E1V和E2V循環(huán)伏安法一般用于研究電極過程，它是一個十分有用的方法。它能迅速提供電活性物質電極反應的可逆性，化學反應歷程，電活性物質的吸附以及電極有效表面積的計算等許多信息。循環(huán)伏安測試超級電容器比容量循環(huán)伏安測試超級電容器比容量對于雙電層電容器，我們可以用平板電容器模型進行理想等效處理:

3、其電容值為：dVdQCdtdVidVidtdVdQCmCCm由公式：、 dQ=idt可得：然后按照電極上活性物質的質量就可以求算出這種電極材料的比容量。式中:m一電極上活性材料的質量，g任意電位處的電容任意電位處的電容任意電位窗口（任意電位窗口（V1V2）內的平均電容內的平均電容）V-V（idV12VV21C 應該從中間紅線開始積分，因為那是電流零點。從公式來看，積分區(qū)間為V0-V，即正掃或反掃的那一段，如果用origin積分的話，也應該只用其中正掃或反掃的那一段進行積分；也有文獻中公式為循環(huán)積分，但分母中有個2倍，這樣用origin積分時應該用循環(huán)的兩段進行積分，面積近似為上述公式積分的兩倍

4、，但由于除了一個2倍，因而計算結果仍為實際的電容。(a)實際循環(huán)伏安曲線RC較大(b)理想循環(huán)伏安曲線RC較小在電容器電容不變的情況下，電流隨著掃描速度增大而成比例增大，過渡時間RC卻不隨掃描速度發(fā)生變化，所以當以比容量為縱坐標單位時，掃描速度越快曲線偏離矩形就越遠。掃描速度越快曲線偏離矩形就越遠。 對雙電層電容器，對雙電層電容器，CV曲線越接近矩形，說明電容性能越理想曲線越接近矩形，說明電容性能越理想 RCmemiC11考慮到過渡時間RC的電極材料比容量可用曲線關于零電流基線基本對稱，說明材料在充放電過程中所發(fā)生的氧化還原過程基本可逆。 當掃描電位方向改變時，電流表現(xiàn)出了快速響應特征，說明電

5、極在充放電過程中動力學可逆性良好。 由于界面可能會發(fā)生氧化還原反應，實際電容器的CV圖總是會略微偏離矩形。對于贗電容型電容器，從循環(huán)伏安圖中所表現(xiàn)出的氧化還原峰的位置，我們可以判斷體系中發(fā)生了哪些氧化還原反應。掃描速度增加時為何電容值下降？化學 離子的吸附脫附和表面活性面積的減少物理 膨脹和收縮 從恒電流充放電中可以計算出電極材料的比電容，其依據為公式 其中I為充電電流，t為放（充）電時間，V是放（充）電電勢差，m是材料質量。3 3、恒電流充放電測試、恒電流充放電測試VtiVQCiVRViRVtiC)(12Current/ATime/s對一個非理想電容器，由于存在各種電阻（材料的接觸電阻，孔電阻，電解液電阻等等），因此，在不同的電流密度下所得到的電容是不同的。050100150