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锂离子电池的反应中,碳的化合价变了吗

always_0417 2015-05-01
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dengliu31
  没有变化,化学方程式如下:
  负极反应 LiC6 - e-- = 6C + Li+
正极反应 CoO2 + Li+ + e-- = LiCoO2
电池反应 LiC6+ CoO2 = 6C + LiCoO2
  所以整个过程只有Li的化合价变化。
  锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
  锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池,而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。
  锂离子电池容易与下面两种电池混淆:
  (1)锂电池:以金属锂为负极。
  (2)锂离子电池:使用非水液态有机电解质。
  (3)锂离子聚合物电池:用聚合物来凝胶化液态有机溶剂,或者直接用全固态电解质。锂离子电池一般以石墨类碳材料为负极。
  锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。
  当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。
  一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫,反而不满。
18 0 2017-09-29 0条评论 回复
371836539
Z大的安全隐患就是在过充的情况下碳负极锂离子电池会形成锂枝晶,也就是说过充时会在碳负极堆积大量不平整的锂金属,这些堆积起来的枝晶会刺穿正负极之间的隔膜,使电池正负极短路,进而发生过充时燃烧或者爆炸的情况。
其次就是碳负极锂离子电池无法满足大倍率充放电,倍率过高也可能产生安全隐患。
但是,碳负极材料已经是一个非常成熟的技术了,只要充电器没有问题(好的充电器在充满后会停止充电或者至少是降低充电速度)、电池是正经厂家生产(行货锂离子电池都是有内部保护电路的,在过充的情况时会自动使电池内部断路,防止意外发生)的话,我们正常家用是完全没有安全隐患的。但是如果为了便宜电池和充电器都买水货的话,那就不好说了。
当然,碳负极无法满足大倍率充放电其Z大的缺点,这个是难以有本质的改进的。锂离子电池在大型设备上的应用也因此受到了不少的限制。
6 0 2015-11-01 0条评论 回复
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