比电容计算

1、新威测试柜测试 新威测试柜是采用恒电流充放电的方法来计算超级电容器的比电容。 恒流充 放电测试方法是使处于特定充电/放电状态下的被测电极或电容器在恒电流条件 下充放电，同时考察其电位随时间的变化，研究电极或电容器的性能，进而计算 比容量。通过恒电流充放电测试，可以得到充放电时间、电压和电量等数据，并 可以由这些数据来计算电容器或电极材料的比容量。 2、电化学工作站测试 电化学工作站主要采用循环伏安测试比电容，循环伏安测试技术是在给电极 施加恒定扫描速度的电压下比电容， 持续观察电极表面电流和电位的关系，从而表征电 极表面发生的反应以及探讨电极反应机理的一种测试方法。 循环伏安是电压线性 变化，测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。电位的扫描 范围比电容， 一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再 进行线性扫描， 扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大 计算出的比电容会越小。 在实际情况下， 超级电容器都有一定的内阻，它相当于很多个电容和电阻混 联而成， 相应循环伏安图中会出现一段有一定弧度的曲线。因此通常是依据循环 伏安曲线的形状首先定性地研究某种材料的电容性能， 如果这种材料根据双电层 原理储存电荷， 循环伏安曲线呈理想的矩形特征，就可以利用循环伏安曲线的纵 坐标上电流的变化情况来计算电极的比电容， 此时计算结果与根据恒流充放电测 试计算的结果基本一致 通常循环伏安测试技术下的电容值计算方法适用于双电层电容器，即循环 伏安曲线呈现明显的矩形特征， 如果偏离矩形特征，采用积分方法去计算比电容 值， 往往造成比电容值虚高， 恒流充放电测试技术是应用最为广泛的一种测试技 术， 根据其充放电曲线的线性关系和电压降等参数即可计算电容器的充放电容量 及等效串联电阻等， 当放电曲线线性特征明显时，可以利用放电曲线的斜率进行 计算。

循环伏安变化的是电压， 而响应的电流是随时间变化的；而充放电通常在恒 电流下进行的，电压随之变化。因此，材料得失电子的速率不同，这是电极动力 学的问题。所以，循环伏安和恒电流充放电测试出的结果本身就是不一样的。3、由于以质量比电容作为标准，计算过程中需要考虑工作电极活性物质的质量 问题， 当工作电极上涂覆的活性物质质量太小时，根据公式计算出的电容值很大， 考虑到超级电容器的实际生产与应用，在电极材料基础研究过程中，工作电极上 活性物质的质量涂覆在大约 5-10mg/cm2 为宜，如果活性物质质量涂覆太小，则 计算的电容值并不能本征反应电极材料的电容行为， 其电容值的计算意义也将不 存在。研究发现当电极片质量低于 10mg/cm2 时，计算得到的电容值随着电极片 质量的减小而显著增大；当质量超过 10mg/cm2 时，计算得到的比电容值基本稳 定。

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