锂离子电池的工作原理是怎样的?
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发布时间:2022-04-26 11:26
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时间:2022-06-27 20:56
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一个锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成,外加正负极引线,安全阀,PTC(正温度控制端子),电池壳等。虽然锂离子电池种类繁多,但其工作原理大致相同。充电时,锂离子从正极材料中脱嵌,经过隔膜和电解液,嵌入到负极材料中,放电以相反过程进行。以典型的液态锂离子为例,当以石墨为负极材料,以LiCoO2为正极材料时,其充放电原理为:
•
正极反应:LiCoO2==
Li1-xCoO2
+
xLi+
+
xe-
•
负极反应:6C
+
xLi+
+
xe-
==
LixC6
•
电池总反应:LiCoO2
+
6C
==Li1-xCoO2
+
LixC6
•
放电时发生上述反应的逆反应。
充电时,Li+从LiCoO2中发生脱嵌,释放一个电子,C3+被氧化为C4
+,与此同时,Li+经过隔膜和电解液迁移到负极石墨表面,进而插入到石墨结构中,石墨结构同时得到一个电子,形成锂—碳层间化合物LixC6,放电时过程则相反,Li+从石墨结构脱插,嵌入到正极LiCoO2中。