鋰電池 鋰電池(Lithium battery)是指電化學(xué)體系中含有鋰(包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物)的電池。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。 鋰電池工作原理 鋰金屬電池: 鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。 放電反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2 鋰離子電池: 鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。 充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為 LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子) 充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為 6C+XLi++Xe- = LixC6 充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6 正極 正極材料:可選的正極材料很多,主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照: LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g Li2Mn2O 44.0 V 100 mAh/g LiFePO43.3 V 100 mAh/g Li2FePO4F 3.6 V 115 mAh/g 正極反應(yīng):放電時(shí)鋰離子嵌入,充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí):LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí):Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4 負(fù)極 負(fù)極材料:多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。負(fù)極反應(yīng):放電時(shí)鋰離子脫嵌,充電時(shí)鋰離子嵌入。 充電時(shí):xLi+ + xe- + 6C → LixC6放電時(shí):LixC6 → xLi+ + xe- + 6C |
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