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锂电池厂家解读锂电工作原理和锂电池氧化还原反应
锂电池厂家解读锂电工作原理和锂电池氧化还原反应
  • 发布时间:2020-04-30 17:18

锂电池厂家解读锂电工作原理和锂电池氧化还原反应

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锂电池厂家解读锂电工作原理和锂电池氧化还原反应。锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的,独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。
 
 
锂电工作原理
锂电池的充放电不是通过传统的方式实现电子的转移,而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入,发生能量变化。在正常充放电情况下,锂离子的出入一般只引起层间距的变化,而不会引起晶体结构的破坏,因此从充放电反映来讲锂电池是一种理想的可逆电池。
 
锂电池是一种充电电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,在充放电过程中Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反,一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池,是现代高性能电池的代表。
 
锂电池在传统领域主要应用于数码产品,在新能源长足发展的今天普遍应用于动力电池、储能领域。锂电池技术本身并不怎么高深莫测,基本原理就是氧化还原反应,但能量载体们涉及到的具体化学过程千变万化。具体到实际应用中涉及到材料学、无机化学、有机化学、物理、表面、界面、热力学、动力学、工程机械加工、电子电路技术等交织在一起的诸多问题。
 
锂电池氧化还原反应
由于负极可利用硬碳,与锂离子充电电池研究一样,探索可实现高容量化正极材料的开发也日益活跃。最近备受关注的是,可实现高容量化、且不同于锂离子充电电池的正极材料。其中之一就是可利用铁的3价和4价氧化还元反应。锂离子充电电池不会发生铁氧化还原反应,只能利用镍、锰和钴等过渡元素的氧化还原反应。
 
锂电池在化学反应过程正负极都和锂离子反应,具体就是锂离子从正极材料里面脱出进入电解液,电解液里的锂离子又与负极的石墨反应进入石墨的层状结构,当然充满电的时候负极的石墨因为锂离子的进入会有体积的膨胀。
 
综上所述锂电池的反应可以看作是正极的锂离子脱出进入石墨也就是负极材料的过程,而放电的时候是锂离子从石墨负极脱出回到正极的过程,所以充放电就是锂离子在正负极之间转移,故锂离子又称作摇椅式电池,比喻锂离子在正负极里面摇摆来回。
 
这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态,一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极。做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物。理论上一些可以与锂组成合金系统的金属或类金属都可作为锂电池负极材料,这些负极材料统称为合金负极材料,合金类材料Si,Sn,Ge等发与锂发生的合金过程的确算氧化还原反应。
 
以上就是锂电工作原理和锂电池氧化还原反应。其实锂电池是一个很复杂的体系,很多人在做上面的研究,锂离子电池里的氧化还原反应其实还包括一个很复杂的内容叫做SEI膜,现在国际上没有明确的共识它是怎样形成的,但这个东西又是锂离子电池里面很重要的内容。
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