鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:866次 | 2022年04月13日
鋰空氣電池和鋰電池的區(qū)別
鋰空氣電池和鋰離子電池有什么差別?
鋰離子電池
在鋰離子電池中,負(fù)極為碳,正極為不同過渡金屬氧化物,如鈷、錳、鐵等。二者均浸潤(rùn)于溶解有鋰鹽的電解液中。充電時(shí),鋰離子從正極(陰極)移動(dòng)到負(fù)極(陽(yáng)極)多孔碳上,嵌入碳材料中,外部電流從負(fù)極流到正極(電子從正極移動(dòng)到負(fù)極),形成閉合回路;放電時(shí),鋰離子從負(fù)極脫嵌,回歸正極,外部電流從正極流向負(fù)極(電子從負(fù)極移動(dòng)到正極)。最終電池的容量大小取決于有多少材料能夠容納鋰離子,即由電極的體積與質(zhì)量決定。
鋰離子電池原理
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)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。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
鋰空氣電池
鋰空氣電池是一種用鋰作負(fù)極,以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,因?yàn)槠潢帢O(以多孔碳為主)很輕,且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。
與鋰離子電池要鋰的化合物和石墨做電極不同,鋰空氣電池可以直接使用鋰金屬單質(zhì)(Li)和空氣中的氧氣(O2)作為電極。在最理想的情況下,電池放電時(shí),由氧氣氧化鋰單質(zhì)生成過氧化鋰(Li2O2),在外電路中出現(xiàn)電流;充電時(shí)再由過氧化鋰分解成鋰和氧氣。全過程無需其它質(zhì)量較大的元素參與,而陰極甚至可以直接使用重量和成本都可以忽略不計(jì)的空氣!
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
因此,鋰空氣電池可以實(shí)現(xiàn)比鋰離子電池高得多的能量密度。事實(shí)上,由于鋰是元素周期表中相對(duì)原子質(zhì)量最輕的金屬元素,而氧氣則來自空氣中,鋰空氣電池?fù)碛兄娀瘜W(xué)電池中最高的理論能量密度換句話說,單位質(zhì)量的鋰空氣電池可以儲(chǔ)存并釋放的能量,要比所有其它電化學(xué)儲(chǔ)能介質(zhì)都要多。
非液態(tài)的鋰-空氣電池的理論能量密度可達(dá)12kWh/kg,是現(xiàn)有鋰離子電池的5~10倍,幾乎可以與汽油的約13kWh/kg相媲美。假如鋰空氣電池可以最終走向市場(chǎng),電動(dòng)汽車也將擁有和汽油車同樣級(jí)別的續(xù)航里程,將會(huì)徹底打破由于鋰離子電池能量密度過低而導(dǎo)致的續(xù)航里程瓶頸,關(guān)于清潔能源未來的發(fā)展有著重要的意義。