锂金属电池工作原理

锂电池基本原理:
  锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
  放电反应:Li+MnO2=LiMnO2
 
锂离子电池:
  锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
 
充电正极上发生的反应:
  LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)
充电负极上发生的反应:
  6C+XLi++Xe- = LixC6
充电电池总反应:
  LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
锂电池
 
正极:
正极材料:可选的正极材料很多,目前市场常见的正极活性材料如下表所示:
正极材料
化学成分
标称电压
结构
能量密度
循环寿命
成本
安全性
钴酸锂(LCO)
LiCoO2
3.7 V
层状
锰酸锂(LMO)
Li2Mn2O4
3.6V
尖晶石
镍酸锂(LNO)
LiNiO2
3.6V
层状
磷酸铁锂(LFP)
LiFePO4
3.2 V
橄榄石
镍钴铝三元(NCA)
LiNixCoyAl(1-x-y)O2
3.6V
层状
镍钴锰三元(NCM)
LiNixCoyMn(1-x-y)O2
3.6V
层状

 

正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。 充电时:LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时:Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
 
负极
负极材料:多采用石墨。另外锂金属、锂合金、硅碳负极、氧化物负极材料等也可用于负极。
负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。
充电时:xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时:LixC6→ xLi+ + xe- + 6C
点击次数:  更新时间:2020-11-11 17:06:21  【打印此页】  【关闭
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