使用Interface 5000雙靜電計測量兩個半電池

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，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。

圖1 兩片直徑8mm的氧化錳包覆的碳納米泡沫圓盤

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。

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充放電循環測試100圈。

結果

圖4每隔4圈循環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。圖5顯示了整個電池具有代表性的其中一圈充放電曲線。

圖4 100圈容量對圈數圖

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變為1V。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。

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。可以在Gamry網站上找到此報告。