知识解析:解析锂离子电池的工作原理
在我们的日常生活中,锂离子电池经常被认为是对的和错的,比如我们使用手机、笔记本电脑、平板电脑等设备都依赖它来操作,但是你了解它的原理吗?假如你不明白,赶快跟着小编学习一下锂离子电池的工作原理。
1.锂离子电池的工作原理。简要解析
锂离子电池是一种二次电池,由两种可逆性嵌入和非嵌入的锂离子化合物作为正极和负极组成。当电池充电时,正极的锂原子电离成锂离子和电子,锂离子向正极移动,与电子形成锂原子。在放电过程中,锂原子从石墨晶体的阳极表面电离成锂离子和电子,在阴极处形成锂原子。所以,锂通常是锂离子的形式,而不是金属锂,所以这叫做锂离子电池。
2.工作原理-锂离子电池的结构
锂离子电池是几年前出现的锂离子电池替代产品,电池重要由正极和负极、电解液、隔膜和外壳组成。
正极-选择能吸收和储存锂离子的碳极。锂放电时,锂变成锂离子,离开电池的正极,到达锂离子电池的负极。
电极负极材料的选择尽可能接近锂的电势,电势可以嵌入锂化合物,如各种碳材料,包括天然石墨、组成石墨、碳纤维、中心相碳和金属氧化物。
电解质-由LiPF6碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、低粘度碳酸二乙酯和其他烷基碳酸酯组成的混合溶剂体系。
隔膜选用聚乙烯微孔膜,如PE、PP或其复合膜,特别是PP/PE/PP三层隔膜,不仅熔点低,而且耐穿性高,起到热安全的用途。
外壳由钢或铝制成,外壳总成具有防爆断电功能。
3.锂离子电池的工作原理
锂离子电池的工作原理是充放电原理。
当电池充电时,锂离子在电池正极形成,锂离子通过电解液到达负极。碳,也就是负极,具有许多微孔的层状结构,到达负极的锂离子嵌入在碳层的微孔中。锂离子嵌入越多,充电容量越大。此时正极处的化学反应为:
同样的道理,当电池放电时(我们使用电池的过程),嵌在负极碳中的锂离子就会出来,并回到正极。锂离子越回到正极,放电容量越大。当我们谈论电池容量时,我们指的是放电容量。此时在负极上发生的化学反应为:
不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子从正极运动到负极,再到正极。让我们把锂离子电池想象成一把摇椅。摇椅的两端是电池的南北两极。锂离子,就像一个优秀的运动员,在摇椅的两端来回运动。因此,专家们给锂离子电池起了一个他们最喜欢的名字:摇椅电池。