鋰離子電池化學式原理怎麼理解

㈠ 鋰離子電池的電化學原理是什麼

一、發展及分類
「鋰電池」，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優點，使得植入人體的起搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰電池一般有高於3.0伏的標稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用於計算器，數碼相機、手錶中。
為了開發出性能更優異的品種，人們對各種材料進行了研究，從而製造出前所未有的產品。
1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出並研究。
20世紀70年代時，M. S. Whittingham提出並開始研究鋰離子電池。
1992年Sony成功開發鋰離子電池。它的實用化，使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。
由於鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。隨著科學技術的發展，鋰電池已經成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。
鋰離子電池不含有金屬態的鋰，並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制，只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
二、工作原理
1. 鋰金屬電池
一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
放電反應：Li+MnO2=LiMnO2
2.鋰離子電池：
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
充電正極上發生的反應為
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)
充電負極上發生的反應為
6C+xLi++xe- = LixC6
充電電池總反應：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
三、特徵
高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積是鎳鎘的20-30%，鎳氫的35-50%。
高電壓一個鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V（平均值），相當於三個串聯的鎳鎘或鎳氫電池。
無污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。
不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰，因而不受飛機運輸關於禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。
循環壽命高在正常條件下，鋰離子電池的充放電周期可超過500次，磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。
無記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環過程中，電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。
快速充電使用額定電壓為4.2V的恆流恆壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5-2.5個小時內就充滿電；而新開發的磷鐵鋰電池，已經可以在35分鍾內充滿電。
三、優缺點分析
1．優點
（1）能量比較高。具有高儲存能量密度，已達到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；
（2）使用壽命長，使用壽命可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有可以使用10,000次的記錄；
（3）額定電壓高（單體工作電壓為3.7V或3.2V），約等於3隻鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓，便於組成電池電源組；鋰電池可以通過一種新型的鋰電池調壓器的技術，將電壓調至3.0V，以適合小電器的使用。
（4）具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便於高強度的啟動加速；
（5）自放電率很低，這是該電池最突出的優越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；
（6）重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產品的1/6-1/5；
（7）高低溫適應性強，可以在-20℃--60℃的環境下使用，經過工藝上的處理，可以在-45℃環境下使用；
（8）綠色環保，不論生產、使用和報廢，都不含有、也不產生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。
（9）生產基本不消耗水，對缺水的我國來說，十分有利。
比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，L是升（體積單位）。

2.缺點
1．鋰原電池均存在安全性差，有發生爆炸的危險。
2．鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，價格昂貴，安全性較差。
3．鋰離子電池均需保護線路，防止電池被過充過放電。
4．生產要求條件高，成本高。
5．使用條件有限制，高低溫使用危險大。

㈡ 詳細描述鋰離子電池化學原理

LiFePO4電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負極遷移；在放電過程中，負極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。精銳。。

㈢ 鋰離子電池的反應原理是什麼

工作原理即充放電原理。Li-ion的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處於從正極→負極→正極的運動狀態。Li-ion就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員一樣在搖椅兩端來回奔跑。所以，Li-ion又叫搖椅式電池。

㈣ 我想問一下如何理解鋰離子電池的工作原理，比如在石墨中的是鋰離子還

鋰離子電池的結構如圖所示，一般由正極、負極和高分子隔膜構成。

鋰離子電池的正極材料必須有能夠接納鋰離子的位置和擴散路徑，目前應用性能較好的正極材料是具有高插入電位的層狀結構的過渡金屬氧化物和鋰的化合物，這些正極材料的插鋰電位都可以達到4V以上。負極材料一般用鋰碳層間化合物，其電解質一般採用溶解有鋰鹽的有機溶液。典型的鋰離子蓄電池體系由碳負極(焦炭、石墨)、正極氧化鈷鋰和有機電解液三部分組成。

鋰離子電池實際上是一個鋰離子濃差電池，正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構。充電時，Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，此時負極處於富鋰態，正極處於貧鋰態；放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處於富鋰態，負極處於貧鋰態。鋰離子電池的工作電壓與構成電極的鋰離子嵌入化合物本身及鋰離子的濃度有關。因此，在充放電循環時，Li+分別在正負極上發生「嵌入-脫嵌」反應，Li+便在正負極之間來回移動，所以，人們又形象地把鋰離子電池稱為「搖椅電池」或「搖擺電池 」。

供參考。

㈤ 鋰離子電池的工作原理是怎樣的

鋰離子電池電化學反應機理鋰離子電池電化學反應機理鋰離子電池電化學反應機理鋰離子電池電化學反應機理
一個鋰離子電池主要由正極、負極、電解液及隔膜組成，外加正負極引線，安全閥，PTC（正溫度控制端子），電池殼等。雖然鋰離子電池種類繁多，但其工作原理大致相同。充電時，鋰離子從正極材料中脫嵌，經過隔膜和電解液，嵌入到負極材料中，放電以相反過程進行。以典型的液態鋰離子為例，當以石墨為負極材料，以LiCoO2為正極材料時，其充放電原理為：
•
正極反應：LiCoO2==
Li1-xCoO2
+
xLi+
+
xe-
•
負極反應：6C
+
xLi+
+
xe-
==
LixC6
•
電池總反應：LiCoO2
+
6C
==Li1-xCoO2
+
LixC6
•
放電時發生上述反應的逆反應。
充電時，Li+從LiCoO2中發生脫嵌，釋放一個電子，C3+被氧化為C4
+，與此同時，Li+經過隔膜和電解液遷移到負極石墨表面，進而插入到石墨結構中，石墨結構同時得到一個電子，形成鋰—碳層間化合物LixC6，放電時過程則相反，Li+從石墨結構脫插，嵌入到正極LiCoO2中。

㈥ 鋰離子電池的電化學原理是什麼

對於最常見的鈷酸鋰正極、石墨負極的鋰離子電池來說，電化學表達式為：
（-）c6｜1mol•l-1lipf6ec+dec｜licoo2(+)
負極
電解液
正極
材料不同，換個就是了