数据处理
【编者按】前段时间,谭编发布了赝电容k1Tool拟合工具及其电容贡献率的计算推文,引起了电化学研究者的关注。k1Tool拟合工具真正实现了1秒拟合2000行×5组CV的数据量计算速度,给研究者们带来了福音。在使用过程中,不断有网友提出问题瑕疵和升级建议。非常感谢这些积极的网友们,也非常期待更多的网友能提出更多更好的问题和建议。在k1ToolV3.0全新升级上线之前,谭编整理一下k1的传统方法,以便更好地理解k1Tool程序的算法。
方法一 Origin法
利用Origin拟合赝电容k1数据
李锐(大连化物所)
利用Origin绘图软件将CV数据置转、绘图、拟合得到k1数据。具体步骤如下:
1.将CV数据拷贝至origin工作表1中,并复制工作表1得到表2,备用。
2.对表1中不同扫速的电流分别处理,除以V^0.5,得到I/ (V^0.5)
3.复制上图中各列Y值,转置粘贴至新工作表3中,图中第一列为V^0.5项。
4.选取工作表3中全部数据作散点图:
5.对散点图1进行线性拟合,取消标准误差的勾选,确认拟合后可能需要等待一段时间,所需时间与拟合的数据点的数量和电脑性能有关,得到拟合参数,其中斜率即为K1值。
6.双击表格,复制得到的K1值,转置粘贴至工作表2中,并新建列得到不同扫速下的K1V值。即得到所需要的赝电容成分数据。
方法二 Excel法
利用Excel拟合赝电容k1数据
王飞(西北师大)
采用Excel软件对CV数据进行处理,具体步骤:
1.将E-i数据(i的单位为A)拷贝到excel表中,在数据的右侧新增5组(或更多组)扫描速度v(V/s);再在数据右侧新列5列用于计算v^1/2;然后在数据右侧新列5列用于计算i/(v^1/2);最后在数据右侧新的一列中计算k1:
fx=slope(S2:W2, M2:Q2)
具体解释如下图所示。
2.将数据列voltage(V)、某个扫速的Current(A)、k1这三列数据复制到Excel的新建表中,并在空白列,对k1进行不同扫速v条件下的k1v运算。将最终的所有数据复制后,在Origin中粘贴到新建表(如下表)中,根据需要,对某个扫描速度下的电容贡献曲线绘图。
k1Tool 使用方法
下面是k1Tool的二维码,长按二维码,可以通过手机打开。然后分享到电脑QQ或微信,即可在电脑上操作。
下面是k1Tool V2.0使用方法的演示动图:
第一步:在k1Tool在线工具网页中,scan rate文本框中输入扫描速度(mV/s),用英文逗号隔开,且逗号后无空格。导入数据。从Excel中复制不同扫描速率下的循环伏安(CV)曲线数据。其中,共用电位Potential(V)数据列,其余为不同扫速下测试的电流Current(A)。
第二步:拟合数据。点击k1Tool V2.0在线工具的第一个文本框, 按Ctrl+V,约等0.5秒,即可粘贴上数据。
第三步:复制数据。按键盘的TAB键,立即弹出提示框,表明已经将拟合结果复制到剪切板(内存)。
第四步:模板绘图。在Origin8.5软件的新建数据表中,按Ctrl+V粘贴数据,选中数据,利用模板快速绘制曲线。
第五步:电容贡献。分别计算某扫描速率下的拟合曲线(k1v)和原始CV曲线的积分面积。点击k1v曲线,然后点击菜单Analysis-Mathematics-Integrate-Open Dialog...,确定即可,具体步骤:
对原始CV曲线进行同样的操作。在Origin右侧出现计算结果,从中读出面积area,然后按照下图所示的公式计算电容贡献率。
k1Tool V2.0存在一个不足:实际上不同扫速的循环伏安数据不一定都能保证电位数据列相同。后续升级版本中,将考虑独立的电位数据列,另外会设计比较好的界面UI。
总之,k1Tool工具大大提高了实验数据分析的工作效率。欢迎广大科研人员转发本文到朋友圈,推广使用。
该工具上线在谭编责编的《华南师范大学学报(自然科学版)》服务器上,特别致谢。欢迎广大网友关注@编辑之谭(英文ID:EditorTan)公众号,建议将本文转发朋友圈,方便在需要时查阅。也欢迎添加谭编微信:TAN-J-SCNU,欢迎您在使用本工具的过程中,提出问题和建议。
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