Понимание и калибровка механизмов накопления заряда по кривым циклической вольтамперометрии

Выраженные псевдоёмкостные свойства, обусловленные механизмами накопления заряда, привлекают значительное внимание, поскольку позволяют одновременно достигать высокой энергоёмкости и большой выходной мощности. Хотя циклическая вольтамперометрия считается пригодным электрохимическим методом количественной оценки этих свойств, в ранее опубликованных работах результаты были недостаточно точными из-за неопределённости в трактовке понятий и условий применения метода. В настоящей работе впервые для калибровки вклада различных механизмов накопления заряда в трёх типичных катодных материалах — LiFePO, LiMnO и NaFe(PO)PO — применены три последовательные процедуры: устранение поляризации, устранение остаточных эффектов и устранение фоновой составляющей, а также алгоритм нелинейной аппроксимации. Это позволило чётко разделить вклады ёмкости, обусловленной физической адсорбцией, псевдоёмкости и диффузионных процессов в общей ёмкости. Полученные результаты устраняют концептуальную неоднозначность и позволяют корректно оценивать вклад псевдоёмкости и сущность механизмов накопления заряда в электродных материалах.