循環伏安法（CV）是一種非常重要的電化學測試方法。
隨著鋰電行業的快速發展，循環伏安在鋰電池的研究中發揮著越來越重要的作用。
該方法可用于探究電極反應可逆性、電極反應機理及電極反應動力學等參數。
定義&原理：
循環伏安法的激勵信號圖（圖片來源：江蘇東華分析儀器有限公司公眾號）
循環伏安法：在電極上施加一個線性掃描電壓，從起始電位以一定的速率掃描到一個頂點電位，再從該頂點電位掃描到另一個頂點電位的兩階段，此掃描可以在兩個頂點電位之間多次重復（輸入信號如上圖所示）。
循環伏安電壓電流響應曲線（圖片來源：材料人公眾號）
該法控制電極電勢以不同的速率，隨時間以三角波形一次或多次反復掃描，電勢范圍是使電極上能交替發生不同的還原和氧化反應，并記錄電流-電勢曲線（輸出信號如上圖所示）。
循環伏安圖峰的來源有哪些？
1. 雙電層的影響：循環伏安測得的電流響應一般為法拉第電流和非法拉第電流。由于掃描電位在持續改變，因此，總有電流對雙電層充電，非法拉第電流總是存在。在沒有電化學反應的電位區間，測得的電流即為用于電極雙電層充電的非法拉第電流；在電極電化學反應的電位區間，由于加入了法拉第電流，通過電極的電流會明顯增大，從而形成峰。
2. 電極反應為O+ne-=R。當初始反應物中只有O而沒有R，且掃描的起始電勢比O/R體系的標準平衡電勢更正時，開始掃描一段時間內電極上只有不大的充電電流通過。當電極電勢接近平衡電極電位時，O開始在電極上還原，并隨著電勢變負出現越來越大的還原電流。當還原電勢顯著超越平衡電極電位后，又因表面層中反應物的消耗使電流下降，從而形成峰。反向掃描時又得到氧化電流的峰值。
循環伏安法的應用
可逆性的判斷
可逆/準可逆/不可逆過程的循環伏安圖（圖片來源：研之成理公眾號）
從循環伏安圖的氧化和還原兩個方向得到的氧化峰和還原峰的峰高和對稱性可以判斷出電極活性物質在電極表面反應的可逆程度。
若反應可逆，則曲線上下對稱（A曲線）；若反應不可逆，則曲線對稱性較差且氧化還原峰的高度不同。
判斷電極表面反應類型
Pt在硫酸溶液中的循環伏安圖（圖片來源：研之成理公眾號）
除此之外，研究者也會通過CV曲線來推斷電極的反應機理，這也是循環伏安在鋰電池的主要應用。當對正負極或電解液等材料進行改進或者替代時，搞清楚其中的反應機制是十分必要的，該方法也是對于一個新的電化學體系首選的研究方法。
關于循環伏安法的幾個問題
1. 為什么需要參比電極？
當知道工作電極相對于參比電極的電勢差后也就間接知道了電極和溶液之間界面的電位差。所以，當我們控制了工作電極相對于參比電極的電勢差時也就間接控制了電極和溶液之間界面的電勢差。
2. 電解池測三電極時需要注意什么？
利用電解池進行循環伏安時，工作電極與對電極之間的距離保持一定。參比電極與工作電極之間距離盡量靠近。工作電極、對電極和參比電極保持固定。
3. 哪個是氧化峰，哪個是還原峰？
電位高的是氧化峰；電位低的是還原峰。
4. 為什么有的峰沒出完全？
一個原因是電位范圍過窄，氧化反應沒發生完全就已經進行下一段回掃。
二是掃描速率過大，氧化峰向更正電位進行了大范圍移動，所以在相同電位范圍內，氧化峰顯示不完全。
5. 掃描速率如何確定呢？
如果只是探究電極上發生的氧化還原反應，掃速小于應1mV/s，此時，電極表面可視作穩態過程。
若要同時考察非法拉第電流占比，掃速可增大，此時峰位在電極內阻的作用下會發生相應的移動，且矩形部分占比增加，部分氧化還原峰會被掩蓋掉。
6. 當利用電解池進行循環伏安時電解液會變色？
這是由于電極上發生的氧化還原反應。如果電極表面物質附著不牢固，會有離子溶入電解液中，從而造成電解液變色。
當然，利用電化學工作站進行循環伏安的測試還是很簡單的。重要的是，對數據進行解析，才能發揮循環伏安測試最大的用處。