锂电池工作的原理是怎样的?
0 983
0
该提问暂无详细描述
收藏
2021-02-11 15:38 更新 水轮机 •  1071
共 1 个回答
高赞 时间
0

1.锂离子电池通过在正极和负极电极之间锂离子的穿梭进行充电和放电。两个电极上的反应通常是某种形式的氧化还原反应,涉及复杂的过渡金属氧化物。负极可能为钴酸锂,磷酸铁锂,镍锰钴酸锂等锂的化合物,正极通常是石墨,锂离子电池中没有金属锂的存在,只有锂离子。 2.由于锂离子在每次充电和放电时都会从电极材料中“进出”,因此在充电/放电过程中电极材料会有相应的膨胀/收缩。因此,重复的充电/放电会导致电极材料的膨胀/收缩疲劳,从而导致缓慢的物理降解。 3.充电/放电涉及离子在两个电极之间的物理传输和氧化还原反应。因此,充电/放电电流(充电/放电速率)与离子传输的速度以及化学反应动力学的限制直接相关。由于每种电池化学和电池构造,这些离子传输和动力学速率都被限制为最大“允许速率”,超过该范围,将会遇到充放电速率壁。 4.电池充电时,负极和正极分别充满高氧化和高还原电位。电池中的电解质具有一定的“电势窗口”,在电化学上它是稳定的。在100%SOC(荷电状态,即电池剩余容量),即满电状态下,电池在4.2-4.3V 左右的电压下充电,这对于电解质来说是非常苛刻的化学环境。尽管在室温下,电解质在该电位下稳定,但是不理想的条件依然会引起电解质的氧化。 5.进一步讲,所有电池的内部阻抗均取决于其化学性质和设计。更高的阻抗使得充电/放电时的电位降更高(与极化现象密切相关)。放电时,较高的电流会导致端子电压下降,这是内部电阻的影响。相反,充电时,较高的电流会导致内部电动势低于端子电压。 6.通常,可以使用电池电压与电池化学物质的电化学充电/放电数据之间的复杂关系来测量电池的SOC,该关系可以校准该电池的充电比例与电压的关系。现在,大多数电池的100%SOC处于4.2-4.3V /左右。

收藏
2021-02-11 19:13 更新 侧卫 •  5827