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使用Interface 5000雙靜電計測量兩個半電池

點擊次數:1648 更新時間:2020-03-26

本應用報告將介紹Interface 5000的雙靜電計功能如何在電化學實驗中同時測量兩個半電池 。Interface 5000電化學工作站是一個6V/5A的測試系統(tǒng),非常適合測試電池,超級電容器和材料。它具有第二靜電計,也非常適合同時測兩個半電池。

在本實驗中,使用兩片氧化錳包覆的碳納米泡沫來模擬對稱超級電容器。將兩片涂覆有氧化錳的碳納米泡沫切割成8毫米的圓盤,安裝在LiBMC電池夾具上。然后將這些夾具浸入在1M KNO3中。Ag線一旦浸入到水性電解質中就可以充當Ag/AgNO3參比電極。

圖1中的兩片圓盤安裝在圖2中的其中兩個較大的夾具上,利用Ni涂層使得圓盤和夾具之間導電。

fig1 carbon nanofoam discs

圖1 兩片直徑8mm的氧化錳包覆的碳納米泡沫圓盤

fig2 electrode holders

圖2 電極夾具(兩個#935-00085,一個#985-00084)

Ag線安裝在圖2中間那個面積較小的電極夾具上。電池溶液是1.0M HNO3,圖3所示。請注意,碳納米泡沫凹在電極夾具中,圖3中看不見。

fig3 fully assembled cell

圖3 3電極浸入在1.0M HNO3溶液中

工作和工作參比連接一個電極,對電極和對電極參比連接另一個電極,參比連接中間的Ag線電極。然后利用Interface 5000進行以1mA電流,電壓窗口0.01至1V充放電循環(huán)測試100圈。

結果

圖4每隔4圈循環(huán)充放電曲線顯示容量在初時下降,然后如預期那樣趨于平穩(wěn)。圖5顯示了整個電池具有代表性的其中一圈充放電曲線。

fig4 plot capacity

圖4 100圈容量對圈數圖

fig5 plot charge discharge cycle

圖5 全電池單*圈的充放電曲線

有趣的是,也是本應用報告初的目的,可以使用Interface 5000雙靜電計功能在充放電步驟中查看每個半電池的結果。

圖6是充電步驟中兩個半電極的結果。全電池電壓在該步驟中從大約0.1V變?yōu)?V。上一步放電截止電壓(0.01V)與0.1V之間的差異是由電池從放電切換為充電時的iR引起的。該圖還顯示了每個半電池的結果。橙線為正極,灰線為負極。

fig6 plot half cell voltages

圖6 半電極充電曲線(橙線-正極,灰線-負極)和全電池的充電曲線

這兩個電極實際上是相同的,因此在單個充電步驟中會產生對稱的充電/放電曲線。正極充電的同時負極放電。它們之間的幅值差異終決定了圖6中全電池的充電曲線。

結論

本應用報告只是演示如何使用Interface 5000雙靜電計功能同時測量對稱的兩個半電極。Gamry還有第二個應用報告,介紹了用于EIS測量的雙靜電計功能??梢栽贕amry網站上找到此報告。

 

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