如何从cv图看氧化峰和还原峰
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发布时间：2022-10-20 19:24
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时间：2023-05-23 13:15
循环伏安法（CV）是一种非常重要的电化学测试方法。
随着锂电行业的快速发展，循环伏安在锂电池的研究中发挥着越来越重要的作用。
该方法可用于探究电极反应可逆性、电极反应机理及电极反应动力学等参数。
定义&原理：
循环伏安法的激励信号图
循环伏安法：在电极上施加一个线性扫描电压，从起始电位以一定的速率扫描到一个顶点电位，再从该顶点电位扫描到另一个顶点电位的两阶段，此扫描可以在两个顶点电位之间多次重复（输入信号如上图所示）。
循环伏安电压电流响应曲线
该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线（输出信号如上图所示）。
循环伏安图峰的来源有哪些？
1. 双电层的影响：循环伏安测得的电流响应一般为法拉第电流和非法拉第电流。由于扫描电位在持续改变，因此，总有电流对双电层充电，非法拉第电流总是存在。在没有电化学反应的电位区间，测得的电流即为用于电极双电层充电的非法拉第电流；在电极电化学反应的电位区间，由于加入了法拉第电流，通过电极的电流会明显增大，从而形成峰。
2. 电极反应为O+ne-=R。当初始反应物中只有O而没有R，且扫描的起始电势比O/R体系的标准平衡电势更正时，开始扫描一段时间内电极上只有不大的充电电流通过。当电极电势接*衡电极电位时，O开始在电极上还原，并随着电势变负出现越来越大的还原电流。当还原电势显著超越平衡电极电位后，又因表面层中反应物的消耗使电流下降，从而形成峰。反向扫描时又得到氧化电流的峰值。
循环伏安法的应用
可逆性的判断
可逆/准可逆/不可逆过程的循环伏安图
从循环伏安图的氧化和还原两个方向得到的氧化峰和还原峰的峰高和对称性可以判断出电极活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应可逆，则曲线上下对称（A曲线）；若反应不可逆，则曲线对称性较差且氧化还原峰的高度不同。
判断电极表面反应类型
Pt在硫酸溶液中的循环伏安图
除此之外，研究者也会通过CV曲线来推断电极的反应机理，这也是循环伏安在锂电池的主要应用。当对正负极或电解液等材料进行改进或者替代时，搞清楚其中的反应机制是十分必要的，该方法也是对于一个新的电化学体系首选的研究方法。
