电池充放电、半电池极化、电位变化对照表

研究对象

全电池

综合研究电池正极材料与负极材料

半电池

单独研究电池正极材料或单独研究电池负极材料

电化学体系

二电极体系：电池正极、电池负极

三电极体系：工作电极、参比电极、对电极

RST电化学工作站

电化学方法选择

电池恒流充电

电池恒流放电

电池恒流循环充放电

电池全容量分段充电

电池全容量分段放电

半电池恒流阳极极化

半电池恒流阴极极化

半电池恒流循环极化

RST电化学工作站

连接方法

绿色工作电极夹接电池正极

黄色参比电极夹接电池负极

红色对电极夹接电池负极

绿色工作电极夹接研究材料电极

黄色参比电极夹接参比电极

红色对电极夹接对电极

零电流状态

开路电压 = 正极电位 – 负极电位

开路电位 = 工作电极电位 – 参比电极电位

充电过程

电池储存能量

能量由外部电源提供给电池，电化学工作站充当外部电源。

电流方向：电流由绿色工作电极夹流入电池正极。

正极材料处于阳极极化状态，失去电子，电位升高。

负极材料处于阴极极化状态，得到电子，电位降低。

电池的开路电压值增加。

（1）如果研究的是正极材料，则：应使工作电极（正极材料）处于阳极极化状态，失去电子，电位升高，属于储存能量过程。

（2）如果研究的是负极材料，则：应使工作电极（负极材料）处于阴极极化状态，得到电子，电位降低，属于储存能量过程。

放电过程

电池释放能量

能量由电池提供给负载。电化学工作站充当负载。

电流方向：电流由电池正极流出至绿色工作电极夹。

正极材料处于阴极极化状态，得到电子，电位降低。

负极材料处于阳极极化状态，失去电子，电位升高。

电池的开路电压值降低。

（1）如果研究的是正极材料，则：应使工作电极（正极材料）处于阴极极化状态，得到电子，电位降低，属于释放能量过程。

（2）如果研究的是负极材料，则：应使工作电极（负极材料）处于阳极极化状态，失去电子，电位升高，属于释放能量过程。

总结1

正极材料及负极材料都参与能量的储存与释放。

正极材料及负极材料的电位变化对电池电压都有贡献。

当我们研究半电池时，不关心对电极上的电位，希望对电极电位的变化不要干扰到工作电极电位。

总结2

对正极材料充电，电位越充越高。让正极材料放电，电位越放越低。

对负极材料充电，电位越充越低。让负极材料放电，电位越放越高。