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公司新聞

鋰電池組說明

日期:2019-11-13 13:27
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摘要:
      “鋰電池組”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池*早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。
    鋰電池組大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
2018年10月,南開大學梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學賴超課題組合作成功制備了石墨烯三維多孔載體,可實現電池超高速充電,有望大幅延長鋰電池“壽命”

鋰金屬電池:
    鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰電池基本原理
鋰電池基本原理
放電反應:Li+MnO2=LiMnO2
鋰離子電池:
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
充電正極上發生的反應為
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
充電負極上發生的反應為
6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正極
正極材料:可選的正極材料很多,主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照:
LiCoO2
3.7 V
140 mAh/g
Li2Mn2O4
4.0 V
100 mAh/g
LiFePO4
3.3 V
100 mAh/g
Li2FePO4
3.6 V
115 mAh/g
    正極反應:放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。 充電時:LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時:Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負極
負極材料:多采用石墨。新的研究發現鈦酸鹽可能是更好的材料。
負極反應:放電時鋰離子脫嵌,充電時鋰離子嵌入。
充電時:xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時:LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

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