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鋰電池、鋰電池、鋰金屬電池關系辨析

時間:2023-01-12 14:10:09來源:鉅大LARGE

導語:?鋰元素在我們生活中有著廣泛的應用,其中最常見的就是我們日常都離不開的手機、電腦上所用的鋰電池。

  鋰元素在我們生活中有著廣泛的應用,其中最常見的就是我們日常都離不開的手機、電腦上所用的鋰電池。因此,我們耳邊經(jīng)常會聽到鋰電池、鋰電池、鋰金屬電池等概念。它們是同樣的東西嗎,不是的話,它們之間又是什么關系呢?

  首先,鋰電池和鋰金屬電池都是鋰電池的一種。鋰電池呢,顧名思義,重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作,充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,同時伴隨著和鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌,一般采用石墨作為負極(第1代),現(xiàn)在也有硅碳負極(第2代)。而且鋰電池一直都是可充電電池(二次電池)。

  鋰電池工作原理

  鋰是元素周期表中最輕最具負電性的金屬,是負極的最佳選擇。鋰金屬電池,就是采用了金屬鋰作為負極的電池。但實際上鋰金屬電池的充放電過程也伴隨著Li+在電解液中的遷移,所以嚴格意義上講,鋰金屬電池是一種特殊的鋰電池。但是,在科技論文中形成了約定俗成的習慣,提到鋰電池時一般指非鋰金屬的鋰電池;鋰金屬電池就是指采用鋰金屬作為電極的電池。

  如此含義,二者差別便很明確:在鋰電池中,鋰元素只以+1價的Li+形式存在,在充放電過程中不發(fā)生電子得失,不會由Li+變成單質鋰;而在鋰金屬電池中,鋰元素在充放電過程中會發(fā)生相應的價態(tài)變化。

  鋰金屬電池在1912年首次提出時確實是一次電池(即不可充電電池),而且鋰金屬具有很強的反應活性,所以后續(xù)逐漸銷聲匿跡,被鋰電池取代。但經(jīng)過一個世紀的發(fā)展,現(xiàn)在的技術已經(jīng)可以很好地實現(xiàn)鋰金屬在充放電過程中的溶解和沉積,所以現(xiàn)在科研論文中報道的鋰金屬電池絕大多數(shù)為二次電池,即可充電電池,如現(xiàn)在比較熱門的鋰硫電池就是采用的鋰金屬。

  鋰硫電池

  再澄清一點記憶電池和鋰電池的關系,它們不是同一種電池,電池記憶效應是指,電池好像記憶用戶日常的充放電幅度和模式,日久很難改變這種模式,不能再做大幅度充電或放電。這是因為之前電池采用的是鎳鎘電池,而傳統(tǒng)工藝中負極為燒結式,鎘晶粒較粗,假如鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電,鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺,電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點。但鋰電池不存在這種效應的,大家放心使用就好。


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