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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 » 化学电源 » 恒流放电的曲线为什么是这个样子？
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gtyse37

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锂电-电化学 电化学电容器

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1楼 2012-06-13 17:29:13
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东二314

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
seagrove: 金币+5, ECEPI+1, 精彩的应助 2012-06-17 13:40:38
第一个图中，工作电极是负极，没有说明什么物质，我想当然成电镀铜了，呵呵，原来是嵌入，真的没接触过，不过应该和电镀没什么差距的，前半程都是电还原过程，差别是后半部分是电结晶或者嵌入。不清楚的是，第一图右侧图中的纵坐标是什么意思，电压下降是指的相对什么下降的？右侧这个图很像电镀中电结晶电位的那个图，不知道是不是一样的。
电池中很少有强制放电，不过电化学中类似的例子很多的，比如铝在盐酸中的加电腐蚀，这过程已经工业化为铝电解电容铝箔制造技术了。
所以不用担心你的问题没有人懂，现在你的问题几乎没人回答，主要原因是，大家对你正极负极的说法和费米面的说法有些疑惑而已，你把问题明确化一下，必然有人回答你的。
比如，你说的“放电曲线的电压值”是哪个值？
“外加一个恒流源是怎样导致费米面发生变化从而导致正极对负极的电压差是负值的呢？”这话也很难理解，因为电化学规定，电位高的是正极，电位低的是负值，所以正极电位低于负极电位的现象是不可能的，和定义冲突。所以这话很难理解的，可能是你阴阳极和正负极的用法还存在混乱。
至于你的最后一个图，图中正极电位更正，负极更负，和你的翻转也冲突。
最后说说所谓的费米面，对于金属来说，所谓的费米面几乎完全可以和电位等同的，至少我的理解是这样的。当然，由于定义的问题，费米面的高低变化和电位的正负变化方向是相反的。即费米面越高，电位越负。
因为不知道你的具体问题，所以提供两个具体电化学事例给楼主参考。
1、铝和石墨分别做负极和正极，一起放入盐酸中，该体系能自发反应，负极也就是阳极铝溶解，正极也就是阴极石墨上氢析出。该体系在工业中可以加直流电，负极连铝，正极连石墨，加速铝的腐蚀过程，铝的电位大概是-1.7V（估计值，我忘记具体值了），石墨电位粗略估计为0，所以外加的电位常常超过2V。
2、铁和石墨分别做负极和正极，一起放入盐酸，该体系也能自发反应，负极也就是铁阳极溶解，正极也就是阴极石墨上氢析出。前半程和上例子仅仅负极变了。这个是常见的腐蚀电池，为了防止这种腐蚀发生，或者说为了保护铁，电化学上有两种方法，一个是用铝等更活泼（费米面更高）的金属和铁接触，发生铝的腐蚀，铁受到保护，另一个方法也是加电源，负极连铁，正极连碳，强行对铁进行阴极保护，如果加的电位合适的话，能抵消原腐蚀电池的电位，铁一样能收到保护。
楼主到底是不明白上面两个例子中的哪一个，请明示。
电化学不仅仅是锂离子电池的，不用怕大家不熟悉。
回头给我们介绍几本关于费米能级、逸出功和真空无穷远电子的能级以及电极电位之间的关系的书吧，感觉大家需要相互沟通。
我找了几本，发现这些说法都还很不一致，比如逸出功和费米能级，以及金属的接触电位之间本来该有很明确的关系的，可惜，数据上常打架，呵呵。
期待外专业的给我们带来福音！
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7楼2012-06-17 03:10:40
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东二314

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
seagrove: 金币+1, 感谢应助 2012-06-16 17:15:07
感慨一句，不懂英语不懂半导体真的就是新时代的文盲啊！
不过楼主说的汉语我能懂一些，
问题是，楼主的图和锂离子电池有什么关系么？第一图中似乎是铜的溶解与沉积反应。第二个图似乎是讲电极在水电化学窗口之外保持稳定的条件……
不过，文字描述的问题是不是楼主以前问过类似的问题啊，当有外电路加入是的电池的状况……
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4楼2012-06-15 23:54:32
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gtyse37

禁虫 (正式写手)
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5楼2012-06-16 09:20:42
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)

蓝博士

【答案】应助回帖

第一个图中，工作电极是负极，应该是没有什么物质产生。
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蓝精灵
8楼2012-06-17 08:01:39
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