鋰電池類型

隨著社會的進步，人類需要越來越多的能源。傳統(tǒng)的化石能源不僅不能再生，而且過度使用還會加劇環(huán)境退化。雖然今天的電力結構基本上是基于化石燃料，但利用風能和太陽能等可再生能源的重要性已得到承認。但這些動態(tài)是不連續(xù)的，需要能量儲存，電池是理想的設備，儲存電能的化學形式。特別是，二次電池被用于現(xiàn)代手機、手表甚至汽車。電池在幾十年的發(fā)展中，性能逐步優(yōu)化，這是高于能源是人們不斷追求的目標。由于鋰的比重很小(M=6.94g/mol)，電極電位很低(標準電極電位-3.045V)，是一種能量密度很高的金屬。鋰電池系統(tǒng)理論上可以達到最大的能量密度，因此它自然進入了研究人員的視野。

 

鋰電池的主要類型:

 

鋰電池分為鋰一次電池(也稱鋰一次電池)和鋰二次電池(鋰充電電池)，鋰二次電池最早是由吉爾伯特·n·劉易斯在1912年提出的，引起了人們對生動金屬電池的關注。鋰離子電池是在鋰二次電池的基礎上發(fā)展起來的。一般的開發(fā)過程如圖1所示。

 

Li -匯總電池(鋰電池)Li -匯總電池是一種有機電解質在鋰電池電池使用,由按鈕或圓柱形,開路電壓為3.5 V,負載電壓為2.8 V,特定能量的200 w·h·w·h / L /公斤和500年,常溫下蓄電池壽命超過10年,在存儲和放電氣體排放的過程中,安全性能好。

 

(-) Li | LiClO4, PC+DMG | MnO2 (+)

 

負反應:Li -e -→Li+

 

李積極回應:匯總+ + + e -→MnOOLi

 

電池反應:李+匯總→MnOOLi

 

根據(jù)上述反應，鋰- MnO2放電鋰陽極中的鋰離子進入電解液溶液，正極二氧化錳電子還原成三價錳，在一起，鋰離子進入二氧化錳晶格中形成二氧化錳(Li)，即MnOOLi。這種電池主要用于低功率放電。它的能量比是鉛酸電池的5到7倍。電池在儲存和放電過程中，不釋放氣體，自放電小，電池內部壓力不會因活性物質的分解而增大。中小容量電池適用于小型電子計算機、照相機和小型通信設備的電源供應。大容量電池適用于電池功率比高、使用時間長的場合。因此，它們可以作為軍事領域的理想電源。

 

鋰-socl2電池(鋰一次電池)

 

鋰-socl2電池是一種成熟的有機電解質電池。其開路電壓可達3.6 ~ 3.7V，電壓穩(wěn)定，負載電壓精度高，比能高。表1顯示了一些常用的小電池系列活性物質的成本比較?？梢?，在常用電池中，li-socl2電池的成本最低。

 

鋰-socl2電池的電化學表達式為:(-)Li | lialcl4-socl2 | C (+)

 

電解液為LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2是電解液的溶劑，是正活性物質。電池反應:

 

4 li + 2 socl -4 + S + licl SO2

 

排放產物的二氧化硫部分溶解在SOCl2中，大量的硫被分離并沉積在正炭黑中，不允許LiCl。

 

電池負極鋰與SOCl2的反應如下

 

Li: 8 + 3 socl2和licl 6 + Li2S2O4 + S2Cl2

 

由于產物LiCl構成了一層精細的保護膜，阻止了反應的發(fā)生，并且由于它仍然是一層允許離子通過的固體電解質膜，所以鋰電極的正常陽極溶解不受阻礙。

 

但是SOCl2電池有兩個突出的問題，即“電壓滯后”和“安全問題”。電壓滯后是由于氯化鋰,涵蓋鋰陽極薄膜,造成電壓滯后,防止電池放電本身。另外，儲存時間越長，儲存溫度越高，薄膜越厚，滯后越明顯。

 

SOCl2電池短路時，會引起Li和S的熱反應:

 

Li + 2s到Li2S

 

在145度時，硫化氫與SOCl2發(fā)生劇烈反應，引起爆炸。