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各種電池類型的能量密度分析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年12月27日  

便攜式電子設備是由電池供電的。隨著便攜式產品的迅速發展,各種電池的使用量大大新增,并開發了許多新型電池。除了人們熟悉的高性能堿性電池外,近年來發展起來的可充電鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。重要介紹了鋰離子電池的基本知識。這包括它的特性、重要參數、模型的意義、應用范圍和使用注意事項。


各種電池類型的能量密度


鋰是一種金屬元素,它的化學符號是鋰。鋰是一種銀白色、非常柔軟、具有化學活性的金屬。除了在原子能工業中的應用外,它還可以用來制造特殊合金、特殊玻璃(用于電視機的熒光玻璃)和鋰離子電池。在鋰離子電池中,它是電池的陽極。


鋰離子電池也分為兩類:不可充電電池和可充電電池。不可充電電池又稱一次性電池,它只能將化學能轉化為電能一次,不能將電能還原為化學能(或者還原性能很差)。可充電電池被稱為二次電池(也稱為蓄電池)。它可以將電能轉化為化學能儲存,在使用中,再將化學能轉化為電能,它是可逆的,如電能、化學能、鋰離子電池等重要特點。


鋰離子電池的正極材料通常由鋰活性化合物組成,而負極材料則是具有特殊分子結構的碳。常用的陽極材料是LiCoO2。當充電時,電池極所新增的電勢迫使正極的化合物釋放鋰離子,鋰離子嵌在以片狀結構排列的碳中。在放電過程中,鋰離子從層狀碳中分離出來,與帶正電荷的化合物重新結合。鋰離子的運動出現電流。


雖然化學反應的原理很簡單,但是在實際的工業生產中還要考慮更多的實際問題:帶正極的材料要添加劑來維持多次充放電的活性;負極材料要在分子水平上設計,以容納更多的鋰離子;在正極和負極之間填充的電解液,除了要穩定,還要有良好的導電性,降低電池的電阻。


鋰離子電池很少有鎳鎘電池那樣的記憶效應,記憶效應是通過結晶來實現的,在鋰離子電池中也很少出現。然而,鋰離子電池在多次充電后容量仍在下降,其原因復雜多樣。這重要是由于陽極和陰極材料本身的變化。從分子水平上看,正極和負極上含有鋰離子的空穴結構將逐漸坍塌并被堵塞。從化學角度看,它是正極和負極材料的鈍化,副反應出現穩定的其他化合物。還有一些物理條件,如陽極材料的逐漸剝離,最終減少了電池中鋰離子的數量,使其在充放電過程中可以自由移動。


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