鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:596次 | 2022年05月20日
鋰空氣電池和鋰電池的工作原理
鋰離子電池原理
當(dāng)對電池進(jìn)行充電時,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。
同樣道理,當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(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)動回到正極?;氐秸龢O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可愛的名字搖椅式電池。
鋰空氣電池工作原理
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%
鋰空氣電池的概念最早由Lockheed提出,電解液為堿性水溶液。氧氣在空氣電極上發(fā)生氧還原反應(yīng),形成氫氧化物。其放電反應(yīng)方程為:
4Li+O2+2H2O→4LiOH(1-1)
放電過程中Li、H2O和O2被消耗,在Li表面生成了一層保護(hù)膜而阻礙電化學(xué)反應(yīng)的快速進(jìn)行。在開路或低功率的狀態(tài)下,Li的自放電率很高,并伴隨著Li的腐蝕反應(yīng):
Li+H2O→LiOH+1/2H2(1-2)
在水系電解液中,金屬Li極易和水反應(yīng),因此對鋰離子隔膜的阻水性有很高要求,目前還沒有商業(yè)化的產(chǎn)品。綜合考慮實(shí)用性和安全性,水系鋰空氣電池并非最終實(shí)際應(yīng)用的首選。
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