电源技术网|技术阅读
登录|注册

您现在的位置是:电源技术网 > 技术阅读 > 电化学体系中常见的电极类型有哪些?

电化学体系中常见的电极类型有哪些?

在之前的文章中我们介绍了电化学体系中和锂电池中常见的参比电极类型,其中在电化学体系中,为了满足电化学反应的发生,必须满足两个条件:电子转移和氧化/还原反应,而发生这些反应的场所就在电极上,所以我们有必要认识更为常见通识的电极类型。


对于电极来说,通常必须满足如下条件

1、是电子导体。导体是电子可以自由移动的材料,有两种来源,一种是发生电化学反应的电对对应的材料,比如说金属铜,另一种是不发生电化学反应的惰性材料,比如说金属Pt和石墨。

2、存在电对。比如Cu2+/Cu,Li+/Li等等,这是参与电化学反应的反应物和生成物。

3、存在含有电对成分的电解液。为了保证两相界面的电化学反应的发生,必须存在电子导体及与其接触的电解液(离子导体)。

根据上述要求,常见的电极类型可分成三类,第一类是金属电极和惰性金属+气体电极,比如丹尼尔电池中锌电极和铜电极,标准氢电极和卤素电极;第二类是金属-难溶盐电极和金属-难溶氧化物电极,比如Ag-AgCl和甘汞电极。第三类是氧化还原电极,电子导体本身不参与反应,电解液中的元素参加电极反应,如Fe3+/Fe2+和Co3+/Co2+溶液和Pt组成的电极。

对于研究的工作电极来说,还需满足下面的条件

1、电极上的电化学反应稳定,不会因电极自身所发生的反应而受到影响,而且能够有比较大的电压区间,例如贵金属pt在催化CO时候就存在中毒现象,那么它就不适合在甲醇或乙醇催化中使用。

2、电极必须不与溶剂或电解液发生反应。

3、合适的电极面积,不宜太大,电极表面容易操作预处理,能够通过简单的方法进行表面净化。比如金属锂电极,由于锂的柔软特性,容易裁剪出任何需要的形状,并且表面溶液被打磨掉氧化层,在电化学测试中该操作尤为重要,特别对于界面状态敏感的EIS交流阻抗测试。


对于支持研究的对电极来说,对电极也叫辅助电极,如下图所示,对电极和工作电极组成一个串联回路,是用来测量流过工作电极的电流的,不仅仅起到导电的作用,还完成另外的电化学反应需满足以下条件

1、性质稳定的材料,比如铂或者石墨,电极材料和电化学反应稳定,才不会对工作电极形成大的干扰。

2、电阻要小,并且不易极化,同样是为了减小对工作电极的影响。

3、面积通常要求大于工作电极的,只能能过完全能够承受中工作电极上转移过来的电子,那么才能充分认为测试出来的属性都是由工作电极引起的,就是说对电极不能是反应的控速步骤,不能是瓶颈。

在科研过程中,我们总是希望自己烧结的材料都能作为新能源中的电池电极使用,并具备优异的电化学性能,但是有时候不是什么材料都能变成电极,所以有必要了解下电极的必备属性,不做无用功。