鋰離子電池工作原理,水溶液鋰離子電池原理

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-07-18 10:25  瀏覽量：次

　　鋰離子電池工作原理，水溶液鋰離子電池原理。在我們的日常生活中，鋰離子電池是非常常見(jiàn)的，例如我們使用的手機(jī)、筆記本、平板等設(shè)備都是靠著它工作的。液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。一般正極使用LiCoO2，負(fù)極使用各種碳材料如石墨，同時(shí)使用鋁、銅做集流體。

　　鋰離子電池工作原理

　　鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

　　鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。

　　在充放電過(guò)程中，鋰離子在正、負(fù)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(dāng)對(duì)鋰電池進(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(guò)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，達(dá)到負(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。

　　鋰離子電池具有重量輕、容量大、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了普遍應(yīng)用——現(xiàn)在的許多數(shù)碼設(shè)備都采用了鋰離子電池作電源，盡管其價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較昂貴。鋰離子電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5~2倍，而且具有很低的自放電率。此外，鋰離子電池幾乎沒(méi)有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)也是它廣泛應(yīng)用的重要原因。

　　水溶液鋰離子電池原理

　　水溶液鋰電池由于安全性能高，不會(huì)起火，離子導(dǎo)電率高，且成本也低，已經(jīng)成為下一代大型儲(chǔ)能電池發(fā)展的優(yōu)選方向。鋰電池的主要工作原理是依靠鋰離子在正負(fù)電極之間的遷移而產(chǎn)生電流的，這種遷移在溶液中進(jìn)行，常常會(huì)使電池自身發(fā)生損耗。

　　這種新型水溶液鋰電池將以突出的安全性、耐用性，成為新能源產(chǎn)品的“大力士”。用它裝備的電動(dòng)汽車的行駛距離有望達(dá)到400公里，而裝備等同體積的傳統(tǒng)鋰電電動(dòng)車出行距離僅為150—180公里。

　　這種新型水溶液鋰電池將以突出的安全性、耐用性，成為新能源產(chǎn)品的“大力士”。用它裝備的電動(dòng)汽車的行駛距離有望達(dá)到400公里，而裝備等同體積的傳統(tǒng)鋰電電動(dòng)車出行距離僅為150—180公里。

　　水電解質(zhì)在此ARLB系統(tǒng)，具有高的熱容量，并能吸收大量的熱量。在相同的充電和放電過(guò)程中，該系統(tǒng)的溫度要低得多，比常規(guī)的鋰離子電池。此外，水或含水電解質(zhì)與Li金屬陽(yáng)極和LiMn2O4正極兩者直接接觸，并且冷卻效果將是非常有效的。冷卻系統(tǒng)，這是通常所需的大容量電池模塊，無(wú)需為在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用。當(dāng)與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，大大提高安全性和可靠性。

　　水溶液鋰電池技術(shù)，與當(dāng)下的鋰離子電池提供同等電力、能效，且使用壽命旗鼓相當(dāng)，但不會(huì)帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn)、不含毒化學(xué)品，對(duì)環(huán)境無(wú)危害。

　　以上就是鋰離子電池工作原理，水溶液鋰離子電池原理。目前鋰電池公認(rèn)的基本原理是所謂的“搖椅理論”。鋰電池的沖放電不是通過(guò)傳統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移，而是通過(guò)鋰離子在層壯物質(zhì)的晶體中的出入，發(fā)生能量變化。