CV/赝电容分析: 取中点电流值分别计算正负扫

本 Workflow 基于 CV 提取: 辰华仪器 或 CV 提取: DIGISIM 的输出数据,通过对不同扫速下中点电位处的电流进行幂律拟合,分别计算正向(阳极)和负向(阴极)扫描的 值,用于判断电极反应的动力学控制机制。
前置条件
需先执行 CV 提取: 辰华仪器 或 CV 提取: DIGISIM 完成 CV 数据提取。输入文件夹中应包含多个不同扫速下的 CV 提取结果(Excel 文件),以确保拟合具有统计意义。
操作步骤
- 选择输入文件夹:在文件选择器中选择存放 CV 提取: 辰华仪器 或 CV 提取: DIGISIM 输出的、包含不同扫速 CV 数据的文件夹。
- 系统自动提取中点电流、执行拟合计算,并生成双对数坐标下的动力学分析图。
科学原理
幂律关系
在循环伏安法中,峰电流(或特定电位下的电流) 与扫描速率 之间满足幂律关系:
其中 为常数, 为动力学指数。对上式取对数可得线性形式:
b 值的物理意义
值用于判断电极过程的速率控制步骤:
| 值 | 控制机制 | 物理含义 |
|---|---|---|
| 扩散控制 | 电流受反应物在溶液中的扩散速率限制 | |
| 表面控制(电容行为) | 电流由表面吸附/脱附过程主导 | |
| 混合控制 | 扩散与表面过程共同贡献 |
中点电位取值
本 Workflow 取电位窗口的中点 处的电流值作为分析对象:
对每个扫速文件中最后一个完整循环,分别提取正向扫描和负向扫描在 处的电流绝对值,记为 (阳极电流)和 (阴极电流)。
拟合方法
在 – 空间中进行最小二乘线性拟合,分别得到阳极和阴极过程的 值与拟合优度 。
输出
- 双对数散点图与拟合曲线:横轴为扫描速率 (V/s),纵轴为电流 (A),均取对数坐标。图中包含阳极(红色)和阴极(蓝色)两组数据及其拟合线,图例标注 值与 。
- 数据文件:原始数据和拟合曲线数据分别导出为 CSV 文件。
后续分析
- CV/Cdl:基于不同扫速的中点电流差进行 线性拟合,进而计算电化学活性面积(ECSA)
- CV: 计算库伦效率:评估电极反应的可逆性