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鋰離子電池有什么組成部分?它的充放電過程是怎么樣的?

鉅大LARGE  |  點擊量:1411次  |  2021年03月05日  

鋰離子電池一般包含三個重要成分:陽極,陰極,電解質(zhì)。


陽極:在放電過程中電子通過外電路轉(zhuǎn)移走,電極材料被氧化。大部分商用的電池使用基于炭/石墨的電極材料;不過金屬或者合金也可以作為陽極材料。


陰極:在放電過程中,通過外電路接收電子;通常使用過渡金屬氧化物或者磷化物來作為陰極材料。


電解質(zhì):電解質(zhì)是一個離子導(dǎo)體,電子的不良導(dǎo)體。電解質(zhì)阻隔電池的陰陽極,同時能供應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的媒介。電解質(zhì)一般使用一些非水的有機溶劑,里面溶解一些含Li+的鹽。比如LiPF6溶解在碳酸丙烯酯中。


備注:這里省略對隔膜和外殼的介紹。


鋰離子電池的充放電過程


A.充電過程


電子一般在放電狀態(tài)進(jìn)行組裝。在充電過程中,陰極材料(如:LiCoO2)被氧化,鋰離子從層狀的插層材料中脫出,穿過電解質(zhì)然后插層到石墨層之中。


B.放電過程


在放電過程中,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),鋰離子從陽極脫出然后穿過電解質(zhì)重新插層到陰極之中。對應(yīng)的,相應(yīng)數(shù)量的電子會穿過外電路從而平衡電荷。與此同時,正極材料從外電路接收電子和來自溶液中的Li+離子從而發(fā)生還原反應(yīng)。電極和電解質(zhì)界面發(fā)生電子電流和離子電流的交換。


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