鋰電池，鋰電池是怎樣工作的呢？
來源：未知
2019-02-28 14:14
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“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
2018年10月，南開大學(xué)梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學(xué)賴超課題組合作成功制備了石墨烯三維多孔載鋰金屬電池：
放電反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2
鋰離子電池：
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正極
正極材料：可選的正極材料很多，主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：
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LiCoO2
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3.7 V
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140 mAh/g
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Li2Mn2O4
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4.0 V
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100 mAh/g
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LiFePO4
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3.3 V
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100 mAh/g
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Li2FePO4F
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3.6 V
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115 mAh/g
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正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負(fù)極
負(fù)極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。
負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入。
充電時(shí)：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時(shí)：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C體，可實(shí)現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長(zhǎng)鋰電池“壽命”
