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鋰離子電池的正負(fù)極分別是什么

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2022年03月07日  

對(duì)于符號(hào)而言----+的大于-的,長(zhǎng)的大于短的,這樣記就能分清電池符號(hào)的正負(fù)。


對(duì)于實(shí)物電池而言,一般有個(gè)突起的是正極。像一些電子電池一般會(huì)寫(xiě)+標(biāo)志正極,-標(biāo)示負(fù)極。


原電池是完整的直流電路。其中兩極、電解質(zhì)構(gòu)成內(nèi)電路,為化學(xué)電源,連接在兩極板上的導(dǎo)線和電流表等負(fù)載構(gòu)成外電路。電流在外電路從正極流向負(fù)極,在內(nèi)電路從負(fù)極流向正極。據(jù)此可以由電流方向判斷正負(fù)極(金屬導(dǎo)體上的電子流向和電流方向相反,也可以用來(lái)判斷)。事實(shí)上,這正是正負(fù)極的一個(gè)定義。


若不知道電流方向,則可以觀察哪一極失電子,哪一極得電子,然后標(biāo)出電子流向(一般是在外電路上,內(nèi)電路上得載流子是自由離子而不是自由電子),同樣可以判斷。


原電池得兩極中,失電子被氧化的一極是陽(yáng)極,得電子被還原的一極是陰極。一般原電池內(nèi)的陽(yáng)極也是負(fù)極,陰極是正極。但要注意陰陽(yáng)極和正負(fù)極是不同的概念,前者在原電池中用得比較少,主要描述電解池。


如果不知道哪極氧化,哪極還原,則可以試寫(xiě)電極反應(yīng)式,看是否沒(méi)有矛盾。但此方法一般比較復(fù)雜。所以一般可以如下判斷:


若電極參與反應(yīng)(被氧化),則此電極是負(fù)極;


惰性電極(石墨、鉑等)不參與反應(yīng),是正極;


燃料電池以及其它一些氧化還原反應(yīng)中,兩電極均不參與反應(yīng),則氧化劑(O2等)一端在反應(yīng)中得電子,是正極。


你這樣想


電流是從正到負(fù)的,物理上規(guī)定電流的方向是正電荷的定向移動(dòng)的方向或者負(fù)電荷的定向移動(dòng)的反方向


那么做正極的必須要給出電子(失去電子,被氧化的)


反之為負(fù)


正極(陰極)是鈷酸鋰和許多添加成分,這些物質(zhì)涂在鋁箔上。


鈷酸鋰是主體部分,用來(lái)產(chǎn)生充放電的化學(xué)反應(yīng)(和石墨反應(yīng),下面講到)


添加成分是為了提高電池的性能,例如減小內(nèi)阻,增大容量,提高抗碰撞、防爆炸、防起火等的性能。特別是添加了阻燃材料。


負(fù)極(陽(yáng)極)是石墨(納米級(jí)碳粉),這些東西涂在銅箔上。


反應(yīng)方程式為:


正極上發(fā)生的反應(yīng)為


LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)


負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為


6C+XLi++Xe=====LixC6


怎么樣,夠?qū)I(yè)的吧?


另附:


一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件:


(1)短路:不起火,不爆炸


(2)過(guò)充電:不起火,不爆炸


(3)熱箱試驗(yàn):不起火,不爆炸(150℃恒溫10min)


(4)針剌:不爆炸(用Ф3mm釘穿透電池)


(5)平板沖擊:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高處砸向電池)


(6)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)


所以到現(xiàn)在為止,由于工藝上的改進(jìn),合格的鋰電池已經(jīng)很安全了。


如有其他鋰電池疑問(wèn),請(qǐng)到我的博客留言。我是鋰電池制造的工程師。


鋰離子電池原理及工藝流程


一、原理


1.0正極構(gòu)造


LiCoO2(鈷酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極


2.0負(fù)極構(gòu)造


石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+集流體(銅箔)負(fù)極


3.0工作原理


3.1充電過(guò)程


如上圖一個(gè)電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過(guò)外部電路跑到負(fù)極上,正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)負(fù)極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。


正極上發(fā)生的反應(yīng)為


LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)


負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為


6C+XLi++Xe=====LixC6


3.2電池放電過(guò)程


放電有恒流放電和恒阻放電,恒流放電其實(shí)是在外電路加一個(gè)可以隨電壓變化而變化的可變電阻,恒阻放電的實(shí)質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個(gè)電阻讓電子通過(guò)。由此可知,只要負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極,電池就不會(huì)放電。電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的,方向相同但路不同,放電時(shí),電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)電子導(dǎo)體跑到正極,鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)正極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。


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