图3.1(a)循环伏安法充电电容比较图
图3.1(b) 循环伏安法放电电容比较图
图3.2 低扫速下三电极体系CV图
3.1.2 循环充放电效率比较
对应不同的扫描速度和不同的体系,我们得到了不同的充放电效率,总体上都是随着扫描速度的增加先上升后下降,原因也与充放电电容的升降趋势原因相仿,如图3.3所示。
图3.3 循环充放电效率比较图
3.2 恒流法充放电电容及效率比较
恒流法优点是可求除电容外的能量,功率等,并且不是平均值,但是缺点也很明显,那就是在较大的电流时,所得电压有一个明显的压降,在电流较小的时候则不明显,;循环伏安法则不存在压降的问题,但是在计算体系电容时,我们所得的电容由于计算方法所限得到的是平均电容,并且精确度受扫速制约。所以,在大电流时,我们比较适合用循环伏安法求得体系的电容,在小电流时,则比较适合用恒流法计算电容,至于需要能量和功率时,也更适合用恒流法。
3.2.1恒流法充放电电容比较
理论上而言,用恒流法测试三电极体系、二电极体系和模型电容器体系电容的时候,随着电流的增大(从0.5mA到50mA),体系电容应该逐渐减小。实验结果的充电电容和放电电容则如图3.4(a)和图3.4(b)所示,可见,放电电容基本吻合,充电电容则在大电流(30mA、40mA、50mA)的时候略微出现了上升的现象。总体上来说,因为 ,而随着电流的减小,充放电时间大大加长,聚苯胺电极充电比较完全,所以 会增大,而 变化不大,所以随着电流减小电容会增大。可是在大电流时出现了较为反常的现象,分析数据后可以发现:在大电流时 基本不变,而随着电流的增大,加载在电阻上的电压就变大了,所以加载在电容上的电压就减小,所以电容在大电流时出现了变大的反常现象。
另外,通过比较三电极和二电极与模型电容器的电容,我们可以发现,模型电容器的数据线出现了一个不该出现的明显的下凹,出现该凹槽的原因,我个人认为是由于模型电容器的电导液蒸发导致的。
图3.4(a)恒流法充电电容比较图
图3.4(b) 恒流法放电电容比较图
3.2.2 恒流充放电效率比较
图3.5是恒流法充放电效率比较图,分析观察可知,随着电流的减小,三电极体系,二电极体系的充放电效率都是逐渐减小,原因与电容变化趋势原因相仿。但是模型电容器则有一个先上升后减小的趋势,原因就是因为低电流是过长的充放电时间导致的电解液的挥发,我们可以认为,在合适的电流下,三种体系的在恒流充放电时,他们的效率随着电流的减小而增大。
图3.5 恒流充放电效率比较图
3.3 模型电容器电容及效率比较
3.3.1 模型电容器充放电电容
在进行了上述比较之后,我再对同一起止电压下,不同测试方法所得模型电容器充放电电容结果的比较,如图3.6(a)和图3.6(b)。其中1和2组是在0.7V的起止电压下,3和4组是在0.35V的起止电压下,5和6组是在0V的起止电压下。可以发现,对于不同的起止电压,恒流法所得的电容比循环伏安法所得电容要大。
这两幅图的数据来源分别是31-36号数据,通过比较可知:同一组样,相同测试溶液,同样的起止电压下5mV/s、0v-0.7V下的循环伏安法测试所得的电容比0V-0.7V、0.5mA的恒流法测试所得的电容小。对于不同的起止电压,则总体趋势为0.35V的起止电压下的电容最大,0V的起止电压下电容最小。
图3.6(a)不同起止电压下不同测试方法模型电容器充电电容比较图
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