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    什么是鋰電池?它是如何工作的?

    鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:302次  |  2023年11月09日  

    什么是鋰離子電池,它是如何工作的?


    事實(shí)上,根據(jù)經(jīng)典的電化學(xué)命名規(guī)則,充電電池的命名應(yīng)該是正極在前,負(fù)極在后,所以電池系統(tǒng)應(yīng)該命名為氧化鋰-石墨充電電池。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)名字很難記住,因?yàn)槌浞烹姷倪^程是通過鋰離子的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,日本人把它命名為鋰離子電池,簡(jiǎn)稱鋰離子電池。


    一般來說,鋰離子電池重要包括正極、負(fù)極、膜和電解質(zhì)四部分。陰極材料一般是富含鋰的層狀化合物。目前,常用的商用陰極材料有鋰鈷氧化物(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和三元材料(limnxco1-x-yniyo2)。負(fù)極材料重要是一些嵌鋰電勢(shì)的元素或化合物,大致可分為碳負(fù)極材料和非碳負(fù)極材料。隔膜重要是用來防止正負(fù)兩極之間的直接接觸,導(dǎo)致短路,一般不導(dǎo)電高強(qiáng)度薄膜聚烯烴多孔膜,如PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP,它有一定的孔徑和孔隙率,以確保低電阻和高離子電導(dǎo)率。電解質(zhì)是電池正極和負(fù)極鋰離子傳輸?shù)妮d體。電解液中常用的電解質(zhì)有LiPF6、LiClO4等,溶劑重要有EC、DMC、PC、ClMC。


    鋰離子電池充電時(shí),鋰離子從正極的富鋰層狀化合物中析出,通過電解液和膜嵌入負(fù)極材料中。此時(shí),負(fù)極變?yōu)楦讳噾B(tài)和貧鋰態(tài)。相反,在放電過程中,Li+首先從陰極材料中析出,然后通過電解液回到正極。此時(shí),電子通過外部電路從負(fù)極流向正極,從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)充放電過程中的電荷守恒。由于鋰離子可以反復(fù)嵌入和移除正極和負(fù)極材料,鋰離子電池可以回收利用。此外,假如用一些石墨陰極材料代替鋰金屬,可以防止鋰枝晶的出現(xiàn),從而提高鋰離子電池的安全性能。以下是LiFeO4作為鋰離子電池正極材料,碳作為正極材料時(shí)的反應(yīng)方程:


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