鋰離子電池如何估計(jì)能量密度？
來(lái)源：未知
2019-10-19 20:10
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鋰離子電池。
然后請(qǐng)找出汽油、柴油、丁烷、丙烷和天然氣的位置。
估計(jì)一般人發(fā)現(xiàn)后會(huì)有如下想法：
1）電池技術(shù)太弱
2）電池技術(shù)潛力巨大
一些化學(xué)比較好的人有更多的想法
3）燃料電池技術(shù)將是明日之星。
我想：這些都是幻覺(jué)，幻覺(jué)。
氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子從還原劑向氧化劑的轉(zhuǎn)移。你認(rèn)為它和電池相似嗎？電池的負(fù)極是還原劑，正極是氧化劑（不是特別精確）。電子通過(guò)外部電路從負(fù)極流向正極，然后順便做一些工作：點(diǎn)亮燈泡、驅(qū)動(dòng)車輛、支持手機(jī)和計(jì)算機(jī)。
由于電子是能量的來(lái)源，我們可以通過(guò)電子的密度來(lái)估計(jì)能量密度。讓我們首先假設(shè)電子能做的工作是相同的（這顯然是不正確的，但實(shí)際上取決于氧化劑和還原劑的類型。但如果仔細(xì)觀察，這并不是普通電池和燃料的主要因素）。
能量載體的電子密度，按體積計(jì)算時(shí)，主要取決于兩個(gè)因素：一是按重量計(jì)算。
一。按體積計(jì)算：能量載體的材料密度。固體>液體>氣體。這很容易理解。
2.能量載體的電子轉(zhuǎn)移率。如果忘記了化學(xué)，這就不容易理解；如果還有一些印象，這也很容易理解。原子的內(nèi)部電子不參與化學(xué)反應(yīng)，自然也不轉(zhuǎn)移。只有外電子才能傳遞功。電子轉(zhuǎn)移比是指參與反應(yīng)的電子數(shù)與分子中電子總數(shù)的比值。一般來(lái)說(shuō)，外層的電子數(shù)不算太多，但內(nèi)層的電子數(shù)隨著原子數(shù)的增加而增加。而且，隨著原子數(shù)量的增加，質(zhì)子和中子也會(huì)增加，這兩種物質(zhì)都是質(zhì)量的主要來(lái)源。
例如：
（1）H2-2E=2H+氫原子中只有一個(gè)電子參與反應(yīng)。電子轉(zhuǎn)移率為100%
2）Li-E=Li+鋰原子有三個(gè)電子，只有一個(gè)電子參與反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移率為1/3=33%
3）zn-2e=zn（2+）中有30個(gè)電子，只有2個(gè)參與反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移率為2/30=6.7%。
由于上述原因，大多數(shù)物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移速率很低?？梢?jiàn)，只有周期表前兩行中的輕原子才有可能是好的能量載流子。前兩行只有10個(gè)元素，即h、he、li、be、b、c、n、o、f、ne。其中氦和氖是惰性氣體，它們被排除在外。氧和氟是氧化劑，因此它們被消除了。在大多數(shù)情況下，氮?dú)馐菧?zhǔn)惰性氣體。如果它不是惰性氣體，它要么毒死人，要么吸煙，那么它就會(huì)被消滅。我們還有五種元素，氫（100%）、碳（66%）、硼（60%）、鈹（50%）、鋰（33%）。
此外，如果我們把一個(gè)原子作為電池的負(fù)極。然后根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)和原子量估算半電池的能量密度（質(zhì)量單位）。這樣，上述比例將更大。氫也被用作基準(zhǔn)：
碳（4/12 33%）、硼（3/10.8 28%）、鈹（2/9,22%）、鋰（1/7,14%）
不難發(fā)現(xiàn)，最適合作為能源載體的兩種元素是碳和氫、碳?xì)浠衔?，它們?shí)際上是我們生活中常見(jiàn)的汽油、柴油、煤油、天然氣等燃料。選擇這些高能汽車作為能源，在本質(zhì)上是一個(gè)更好的解決方案。與各種碳?xì)浠衔锵啾龋姵厥翘烊徊蛔愕摹?/div>
