CV/Cdl

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CV/Cdl

本流程基于一组不同扫速的 CV 数据，利用中点电位处阳极与阴极电流的差值，通过线性拟合获取双电层电容 $C_{\text{dl}}$ ，可进一步用于计算电化学活性面积（Electrochemically Active Surface Area, ECSA）。

输入数据

可以选择仪器导出的原始 CV 数据文件夹，也可以多选一组原始数据文件。

输入数据应包含多个不同扫速下的 CV 曲线，以便进行可靠的线性拟合。

在非法拉第电位区间内，电极表面仅发生双电层充放电过程。此时，充电电流 $i_c$ 与扫描速率 $\nu$ 成正比：

i_c = C_{\text{dl}} \cdot \nu

在实际操作中，取阳极电流 $i_a$ 与阴极电流 $i_c$ 在中点电位 $E_{\text{mid}}$ 处绝对值的平均值作为该体系在该扫速下双电层充电电流的近似值：

\frac{\Delta I}{2} = \frac{|i_a - i_c|}{2}

其中 $E_{\text{mid}}$ 定义为：

E_{\text{mid}} = \frac{E_{\text{high}} + E_{\text{low}}}{2}

以 $\nu$ 为横轴、 $\Delta I / 2$ 为纵轴进行线性拟合：

\frac{\Delta I}{2} = C_{\text{dl}} \cdot \nu + b

拟合斜率即为双电层电容 $C_{\text{dl}}$ （单位：F）。理想情况下截距 $b$ 应趋近于零。

已知特定电极材料在特定电解液中的比电容 $C_s$ （单位： $\mu\text{F/cm}^2$ ），ECSA 可由下式计算：

\text{ECSA} = \frac{C_{\text{dl}}}{C_s}

常见参考值：光滑金属电极表面的 $C_s$ 通常取 $20$ – $60\;\mu\text{F/cm}^2$ 。

线性拟合图：横轴为扫描速率 $\nu$ （V/s），纵轴为 $\Delta I / 2$ （A）。图中包含实验数据点（散点）及最小二乘拟合直线，标注 $C_{\text{dl}}$ 值和 $R^2$ 。
结果文件保存至输出文件夹。