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鈦酸鋰離子電池和鋰離子電池的工作原理分別是什么

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1247次  |  2020年12月01日  

鈦酸鋰離子電池的工作原理


鈦酸鋰離子電池由正、負(fù)極板(正極活性物質(zhì)為三元鋰,負(fù)極為鈦酸鋰)、隔膜、電解質(zhì)、極耳、不銹鋼(鋁合金)外殼等組成。正負(fù)極板是電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域,隔膜、電解質(zhì)供應(yīng)Li+的傳輸通道,極耳起到引導(dǎo)電流的用途。


電池充電時(shí),Li+從三元鋰材料中遷移到晶體表面,從正極板材料中脫出,在電場力的用途下,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解液遷移到負(fù)極鈦酸鋰晶體的表面,然后嵌入負(fù)極鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)材料中。與此同時(shí),電子流通過正極的鋁箔,經(jīng)極耳、電池極柱、負(fù)載、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的鋁箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到鈦酸鋰負(fù)極,使電荷達(dá)至平衡。


電池放電時(shí),Li+從鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)材料中脫嵌,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解質(zhì)遷移到三元鋰晶體的表面,然后重新嵌入到三元鋰材料中。與此同時(shí),電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的鋁箔電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、負(fù)載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極,然后再經(jīng)導(dǎo)電體流到三元鋰正極,使電荷達(dá)至平衡。


鈦酸鋰離子電池基本原理,就是在充、放電的過程中,對應(yīng)的鋰離子在正負(fù)極之間來回的嵌脫,完成電池的充放電和向負(fù)載的供電。鈦酸鋰離子電池具有體積小、重量輕、能量密度高、密封性能好、無泄露、無記憶效應(yīng)、自放電率低、充放電迅速、循環(huán)壽命超長、工作環(huán)境溫度范圍寬、安全穩(wěn)定綠色環(huán)保等特點(diǎn),所以在通信電源領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。


鋰離子電池工作原理


鋰離子電池是一種充電電池,它重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電池時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。是現(xiàn)代高性能電池的代表。


鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。在充放電過程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為搖椅電池。


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