什么是锂离子电池?它是如何工作的?

人类社会的进步离不开社会各界的努力,而各种电子产品的升级离不开设计师的努力。

实际上,许多人并不了解锂等电子产品的成分。

离子电池。

锂离子电池是一种二次电池(即可以反复充电和放电的电池)。

它主要取决于锂离子在正极和负极之间的运动才能起作用。

在充电和放电过程中,Li +(锂离子)在两个电极之间来回嵌入和脱嵌,这是因为当锂离子存储在正极和负极材料中时,锂离子的能量是不同的,并且能量差就是锂离子电池可以存储/释放电:充电时,Li +从正极脱出并通过电解质插入负极。

负极为富锂状态,正极为脱锂状态。

放电期间相反。

锂离子电池使用碳材料作为负极,而含锂化合物作为正极(取决于正极化合物,常见的锂离子电池包括钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂,三元锂等)。

中间有一个隔膜,可避免正极和负极短路。

在充电和放电过程中,Li +在正极和负极之间来回移动:充电时,锂离子会从正极中抽出并通过电解质插入负极中;放电时相反。

在锂离子的嵌入和脱嵌期间,还与等效电子的嵌入和脱嵌一起产生电流。

锂离子电池将碳材料用作负极,将含锂化合物用作正极。

没有金属锂,只有锂离子,这是锂离子电池。

锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料的电池的总称。

锂离子电池的充电和放电过程是锂离子的嵌入和脱嵌过程。

在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,伴随着相当于锂离子的电子的嵌入和脱嵌(正极通常以插入或脱嵌为代表,负极以插入或脱嵌为代表)。

在充电和放电过程中,锂离子在正极和负极之间插入/脱嵌以及来回插入/脱嵌,这被生动地称为摇椅电池。

由于材料本身的性质的限制,在正极的反应过程中,钴酸锂通常只能提取0.5个锂离子,更多的会引起结构塌陷和破坏。

因此,钴酸锂的理论上限通常仅为140mAh。

/ g,负极石墨的理论密度为360mAh / g。

过充电会导致过多的锂释放出来,并且负极的容量不足。

充电期间产生的锂不能插入到负极石墨的层间结构中,并且金属锂将形成在负极的表面上。

随着时间的流逝,这些锂原子将从负极表面朝着锂离子的方向生长树枝状晶体。

这些锂金属晶体将穿过隔膜纸,并使正极和负极短路。

有时,电池会在发生短路之前爆炸。

这是因为在过度充电过程中,电解质和其他材料会破裂而产生气体,从而导致电池壳或压力阀膨胀并破裂,从而使氧气进入负极表面并与积聚的锂原子发生反应。

然后爆炸。

能量密度是各种电池的最基本核心参数,它必须而且应该是公开透明的数据。

然而,在当前常用的锂离子电池中,由于材料和技术系统的不同,能量密度的范围可以从数十(例如钛酸锂)到大约200 Wh / kg。

一旦该值极高(或极低),就值得关注:一方面,在技术人员的努力下,能量密度得到了提高,并且可能会有技术突破,值得庆贺;另一方面,它不排除性能过大的现象

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