CV: 计算库伦效率

CV: 计算库伦效率

本 Workflow 基于 CV 提取: 辰华仪器的输出数据，通过数值积分计算每个循环中正向扫描和负向扫描的电荷量，进而得到库伦效率和电极电容。

前置条件

需先执行 CV 提取: 辰华仪器完成 CV 数据提取，获得包含 Scans_Split 页签的 Excel 文件。注意：暂不支持 CV 提取: DIGISIM 的输出数据。

根据电流定义，电荷量 $Q$ 是电流 $I$ 对时间 $t$ 的积分。在离散数据中，采用梯形法则（Trapezoidal Rule）进行数值积分：

Q = \int_{t_1}^{t_2} I(t)\, \mathrm{d}t \approx \sum_{k=1}^{N-1} \frac{I(t_k) + I(t_{k+1})}{2} \cdot \Delta t

其中时间步长 $\Delta t$ 由采样间隔和扫描速率导出：

\Delta t = \frac{\Delta E_{\text{sample}}}{\nu}

此处 $\Delta E_{\text{sample}}$ 为采样电压间隔（V）， $\nu$ 为扫描速率（V/s）。

库伦效率（Coulombic Efficiency, CE）定义为负向扫描（还原过程）与正向扫描（氧化过程）电荷量的比值：

\eta_{\text{CE}} = \frac{Q_{\text{reverse}}}{Q_{\text{forward}}} \times 100\%

该指标反映了电极过程的可逆程度。理想的完全可逆过程，库伦效率应趋近于 100%。

对于具有电容特性的电极材料，电容 $C$ 定义为电荷量与电位窗口 $\Delta E$ 的比值：

C = \frac{Q}{\Delta E} = \frac{\int |I|\, \mathrm{d}t}{E_{\text{high}} - E_{\text{low}}}

其中 $E_{\text{high}}$ 和 $E_{\text{low}}$ 分别为扫描电位窗口的上限和下限。

计算完成后将生成 Coulombic_Efficiency.xlsx，包含以下两个页签：

按扫速分组统计库伦效率和电容的均值与标准差，用于评估测试数据的重复性与稳定性。

包含每个文件中每一圈循环的详细计算结果：

基于本 Workflow 的输出，可进一步开展 CV/赝电容分析: 取中点电流值分别计算正负扫或 CV/Cdl 等赝电容分析。