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鋰電池充電時鋰離子運動的方向,鋰電池工作原理

來源:恒帝 瀏覽量:13675 次 發布日期:2019-07-18

鋰電池以碳材料為負極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰電池。鋰電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。

鋰電池充電時鋰離子運動的方向:當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。

鋰電池放電時鋰離子運動的方向:當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極。

鋰電池工作原理
鋰離子電池以碳材料為負極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌(習慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極。回正極的鋰離子越多,放電容量越高。
一般鋰電池充電電流設定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時電池發熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因為電池內部的電化學反應需要時間。就跟倒啤酒一樣,倒太快的話會產生泡沫,反而不滿。

鋰電池反應方程式
正極反應:放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。
充電時:LiFePO2→Li1.xFePOa+XLit+xe
放電時:Li1xFePO2+XLit+xer→LiFePO4
負極反應:放電時鋰離子脫插,充電時鋰離子插入。
充電時:xLi++xer+6C→LixC6
放電時:LixC6→xLi++xe+6C

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