簡(jiǎn)介鋰離子電池基本工作原理與結(jié)構(gòu)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-17 07:23
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電池的基本原理：正極發(fā)生還原反應(yīng)，得電子;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子。電子經(jīng)過(guò)負(fù)載，由負(fù)極流向正極，形成方向從正極到負(fù)極的電流。
介紹鋰離子電池的工作原理時(shí)，以應(yīng)用較為廣泛的 18650 鋰離子電芯為例，下面是發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)示意圖和公式：
先看放電過(guò)程中正極的反應(yīng)(鈷酸根先拿掉)。
1個(gè) (+1)價(jià)鋰離子<------ (1-x) 個(gè) (+1/(1-x)) 價(jià)鋰離子 + x個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子 + x個(gè)電子
令 x=0.5，得：
1個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子<------0.5個(gè) (+2) 價(jià)鋰離子 + 0.5個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子 + 0.5個(gè)電子
兩邊乘以2，得：
2個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子<------1個(gè)(+2)價(jià)鋰離子 + 1個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子 + 1個(gè)電子
再簡(jiǎn)化：
1個(gè) (+1) 價(jià)鋰離子<------1個(gè)(+2)價(jià)鋰離子 + 1個(gè)電子
這個(gè)公式其實(shí)是描述整體反應(yīng)，而不是描述單個(gè)個(gè)體反應(yīng)的。用簡(jiǎn)單的話來(lái)說(shuō)就是：
正極的(+1/(1-x))價(jià)(其中，0
負(fù)極的鋰原子失去電子，被氧化為(+1)價(jià)鋰離子，電子從負(fù)極流入負(fù)載回路，鋰離子通過(guò)電解質(zhì)流向正極;
又回到電池基本原理了吧。正極的核心是 (+1/(1-x)) 價(jià)鋰離子，負(fù)極核心是鋰原子，兩者反應(yīng)生成 (+1)價(jià)鋰原子，氧化還原反應(yīng)中的電子流動(dòng)形成電流。
在現(xiàn)實(shí)中制作電池時(shí)，總需要物質(zhì)來(lái)承載正極的鋰離子和負(fù)極的鋰原子，就好像貨物總是需要貨架的。那么鋰離子的貨架就是 鈷酸根 離子，與鋰離子共同構(gòu)成正極;負(fù)極的鋰原子則由帶孔石墨等材料構(gòu)成，不至于反應(yīng)后，把負(fù)極反應(yīng)沒(méi)了。
