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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 电容器电容计算方法讨论
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fengqiu3160

金虫 (正式写手)

[交流] 电容器电容计算方法讨论 已有25人参与

关于电容器电容的测试和计算，前前后后看了很多文献，也在小木虫上讨论过，感觉还是很多的混乱，现在来和大家讨论一下，也请真正大牛们来给指导一下。
计算电极电容方法很多，现在单说两种：
一、循环伏安法
采用三电极体系，在一定的溶液中（1M KCl)在特定电压范围内进行循环扫描，得到伏安曲线。根据伏安曲线计算电容。我在以前的小木虫讨论中，有人告诉我说，电极电容计算按如下公式：C=S/（2vU），其中S是伏安曲线的积分面积,v是扫速，U是电压窗，还有是伏安曲线为标准矩形，然后按照C=2I/v，I为伏安曲线平台电流，v为扫速。根据我的实验结果，这两个公式的计算结果差一倍。
二、充放电测试
采用恒电流充放电测试方法进行测试时，得到充放电曲线。根据充电电流曲线或者放电曲线计算充/放电电容。C=(it)/U,其中i为充放电电流，t为充/放电时间，U是t内电压变化值。因为充放电测试常常是在两电极体系中进行，所根据此公式计算出的结果，计算单电极电容时经常会有人再乘以2,。
以上两中方法中都有一个2倍的问题，我想请教大家，到底什么时候乘以2？什么时候不用？
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zhangpeino changrur

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1楼 2011-04-28 14:56:57
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weng_8385

金虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
小木虫: 金币+5, 回帖也精彩 2013-05-22 00:32:41
引用回帖:
Originally posted by fengqiu3160 at 2011-04-28 14:56:57:
关于电容器电容的测试和计算，前前后后看了很多文献，也在小木虫上讨论过，感觉还是很多的混乱，现在来和大家讨论一下，也请真正大牛们来给指导一下。
计算电极电容方法很多，现在单说两种：
一、循环伏安法
采 ...

1）用CV面积算电容：
i) 三电极：C=S/2vU 系数1/2是因为只算放电的那一半面积  
这里得到的是电极材料的电容
ii)  两电极：C=S/2v(U/2)=S/vU 这里没有1/2，是因为在做CV时，正负极电位同时相相反方向充电或放电，电位变化只有1/2U  
这里得到的是电容器的电容

2）用恒流充放电计算电容：
i) 三电极：C=it/U
这里得到的是电极材料的电容
ii)  两电极：C=it/U
这里得到的是电容器的电容

怎样由上面计算得到的电容量C计算出电极材料的单位质量比电容（Cs）？
三电极：Cs=C/m
两电极：Cs=4C/M （M为两个电极中活性物的总质量） 系数4，是因为单电极的质量比容量是整个器件比容量的4倍（通过1/C=1/C++1/C-可以得到）。
对于对称电容器来说，M=2m，所以两电极测得的Cs=4C/M=2C/m
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gxsjhlwan
7楼2011-04-29 17:20:52
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weng_8385

金虫 (小有名气)
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47楼: Originally posted by 黑豆儿 at 2013-07-23 15:05:49
你好，看了你回复的帖子，有两点不是很明白，非常希望大侠能抽几分钟时间回复一下我，先谢谢了！
1. 用CV面积算电容："正负极电位同时相相反方向充电或放电，电位变化只有1/2U"。像一个方向扫描的时候， ...

1、这里我说的电位变化都是相对于参比电极或电极本身的初始开路电位而言的，比如对于一个对称电容器充电到1V电压的过程中，正极相对于初始开路电位向高电位方向移动0.5V的电位，而负极相对于参比向低电位方向移动0.5V的电位，因此正负极的电位差就是1V，也就是器件的电压了。

2、这个公式就是高中学过的串联电容的计算公式，因为电容器中每一个电极表面都形成双电层电容或者赝电容，因此电容器的整体电容量是两个电极上电容串联成的。以100F/g的电极材料为例，正负电极材料都是1g，那么正负极的电容都是100F，因此由公式得到整个电容器的电容就是50F，而整个电容器的质量是正负电极材料的质量和，为2g，因此整个电容器的比电容值就为50F/2g=25F/g，当然就是电极材料比电容的4分之一了。
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黑豆儿
48楼2013-07-25 12:48:53
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weng_8385

金虫 (小有名气)
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引用回帖:
50楼: Originally posted by gxsjhlwan at 2014-11-09 19:45:43
您好
我是使用三电极进行测试的
我想请教的是
用三电极cv面积在求解比电容时候
所谓的面积是电流和电势的面积还是电流面积密度与电势的面积？
不知道工作电极的面积大小对比电容是否有影响？
按照您给出的公 ...

工作电极的面积大小与质量比电容无关，只与单位面积比电容有关
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52楼2015-01-07 12:24:30
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weng_8385

金虫 (小有名气)
引用回帖:
51楼: Originally posted by 文日每 at 2014-12-16 19:32:09
我想知道我的电容不闭合是因为什么呢？这样做是不是错误的？还是说没有影响？

Graph12.png

说明还没有达到稳态，需要多循环几圈
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53楼2015-01-07 12:26:08
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