簡述鋰電池的工作原理與干電池的原理
來源：寶鄂實業(yè)
2020-03-10 09:52
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鋰電池的工作原理介紹
鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。
鋰電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。在充放電過程中，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”。
充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負(fù)極聚集，得到電子，被還原成Li鑲嵌在負(fù)極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負(fù)極碳素材料中的Li失去電子，進(jìn)入電解液，電解液內(nèi)的Li+向正極移動。
一般鋰電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時電池發(fā)熱也越大。而且，過大的電流充電，容量不夠滿，因為電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時間。就跟倒啤酒一樣，倒太快的話會產(chǎn)生泡沫，反而不滿。
鋰電池的組成結(jié)構(gòu)
鋰離子電池一般包含三個主要成分：陽極，陰極，電解質(zhì)。
陽極：在放電過程中電子通過外電路轉(zhuǎn)移走，電極材料被氧化。大部分商用的電池使用基于炭/石墨的電極材料；不過金屬或者合金也可以作為陽極材料。
陰極：在放電過程中，通過外電路接收電子；通常使用過渡金屬氧化物或者磷化物來作為陰極材料。
電解質(zhì)：電解質(zhì)是一個離子導(dǎo)體，電子的不良導(dǎo)體。電解質(zhì)阻隔電池的陰陽極，同時能提供電子轉(zhuǎn)移的媒介。電解質(zhì)一般使用一些非水的有機(jī)溶劑，里面溶解一些含Li+的鹽。比如LiPF6溶解在碳酸丙烯酯中。
干電池的原理
干電池的主要工作原理就是氧化還原反應(yīng)在閉合回路中實現(xiàn)！化學(xué)方程式為：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O。普通干電池大都是錳鋅電池，中間是正極碳棒，外包石墨和二氧化錳的混合物，再外是一層纖維網(wǎng)。網(wǎng)上涂有很厚的電解質(zhì)糊，其構(gòu)成是氯化氨溶液和淀粉，另有少量防腐劑。
干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電池，它碳棒以為正極，以鋅筒為負(fù)極，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o外電路。在化學(xué)反應(yīng)中由于鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。
