鋰空氣電池和鋰離子電池二者有什么區(qū)別?
來源：寶鄂實業(yè)
2020-01-01 21:25
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鋰空氣電池和鋰離子電池有什么區(qū)別?目前，鋰離子電池的研究重點主要集中在鋰空氣電池和鋰硫電池上。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因為它的負(fù)極(主要由多孔碳構(gòu)成)很輕，而且氧氣是從環(huán)境中獲取的，而不是儲存在電池中。本文就節(jié)能電器小編談?wù)剝烧叩膮^(qū)別。
鋰空氣電池和鋰離子電池有什么區(qū)別?
鋰離子電池。JPG
鋰離子電池
在鋰離子電池中，碳是負(fù)的，而金屬氧化物是正的，如鈷、錳和鐵。兩者都浸泡在含有鋰鹽的電解液中。在充電過程中，鋰離子從正極(陰極)移動到多孔碳(陽極)，并嵌入在碳材料中。外部電流從負(fù)極流向正極(電子從正極流向負(fù)極)，形成閉環(huán)。在放電過程中，鋰離子從負(fù)極上脫離并返回正極。外部電流從正極流向負(fù)極(電子從負(fù)極流向正極)。電池的最終尺寸取決于有多少材料可以容納鋰離子，這取決于電極的尺寸和質(zhì)量。
鋰離子電池原理
當(dāng)電池充電時，鋰離子在電池正極形成，鋰離子通過電解液到達(dá)負(fù)極。負(fù)碳呈層狀結(jié)構(gòu)，有許多微孔。到達(dá)負(fù)極的鋰離子被嵌入碳層的微孔中。鋰離子嵌入越多，充電容量越大。
同樣的道理，當(dāng)電池放電時(我們使用電池的過程)，嵌在負(fù)極碳中的鋰離子就會出來，并回到正極。鋰離子越回到正極，放電容量越大。我們通常所說的電池容量是指放電容量。
不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極到負(fù)極再到正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池比作搖椅，搖椅的兩端就是電池的兩極，鋰離子就像一個優(yōu)秀的運動員，在搖椅的兩端來回運動。因此，專家們給鋰離子電池起了一個可愛的名字:搖椅電池。
鋰空氣電池
鋰空氣電池是一種使用鋰作為負(fù)極，空氣中的氧作為正極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因為它的負(fù)極(主要由多孔碳構(gòu)成)很輕，而且氧氣是從環(huán)境中獲取的，而不是儲存在電池中。
鋰離子電池需要鋰化合物和石墨作為電極，而鋰空氣電池可以直接使用鋰金屬元素(Li)和空氣中的氧氣(O2)作為電極。在最理想的情況下，當(dāng)電池放電時，過氧化鋰(Li2O2)是由氧的氧化鋰元素產(chǎn)生的，它在外部電路中產(chǎn)生電流。當(dāng)充電時，過氧化鋰會分解成鋰和氧。整個過程不涉及其他重元素，甚至可以直接使用空氣，重量和成本可以忽略不計!
因此，鋰空氣電池可以獲得比鋰離子電池更高的能量密度。事實上,因為鋰是元素周期表的相對原子質(zhì)量最輕的金屬元素,和空氣中的氧氣,鋰空氣電池的能量密度最高理論與電化學(xué)電池——換句話說,單位質(zhì)量的鋰空氣電池可以存儲和釋放能量,比其他所有的電化學(xué)能源存儲介質(zhì)。
非液態(tài)鋰空氣電池的理論能量密度高達(dá)每公斤12千瓦時，是現(xiàn)有鋰離子電池的5到10倍，幾乎和汽油一樣高，大約每公斤13千瓦時。如果鋰空氣電池最終能夠進(jìn)入市場，電動汽車的續(xù)航里程也將與汽油汽車相當(dāng)，這將徹底突破鋰離子電池能量密度低所造成的續(xù)航瓶頸，這對未來清潔能源的發(fā)展具有重要意義。
鋰空氣電池工作
鋰空氣電池的概念是由洛克希德公司首先提出的，電解質(zhì)是堿性水溶液。氧在空氣電極上進(jìn)行氧還原反應(yīng)，形成氫氧根。
