锂离子电池工作原理(锂离子电池的发展现状与前景)

锂离子电池工作原理

由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。

目前由于节能环保的特性,锂离子电池成为了当前电池中的主流,被广泛应用于手机、移动电源、储能电站、新能源汽车等领域。连最新的可穿戴设备产品,也都选择搭载锂离子电池,锂离子电池的地位可见一斑。

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。

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。

锂离子电池的发展现状与前景

),它重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。

在可以预见的将来,为了适应不同的存储媒介以及使用空间环境锂离子电池必将由现在的单品种及多品种模式向特种化方向发展的趋势,生产工艺将得到进一步改进。

随着材料技术和制造工艺不断进步,锂离子电池在日常使用及专业领域中的应用范围将不断扩大,我国锂离子电池年产量将不断提高,生产工艺技术将得到进一步加强。

随着近年来我国科学技术快速发展,研发出能量密度更高、功率更大、循环使用寿命更长高效能锂离子电池已成为科研工作者研究的重点内容。

钠离子电池与锂离子电池相比较

由于锂离子电池具有很强的优势,航天组织也将锂离子电池应用于航天任务中。目前锂离子电池在领域的重要用途是为发射和飞行中的校正、地面操作供应支持;同时有利于提高一次电池的*并支持夜间作业。

锂离子电池放电是靠化学的氧化还原反应。放电时,也就是我们在使用电池消耗电量的时候,它的正极会嵌入锂离子,负极锂离子落嵌。充电的时候正好相反。他这种离子的得失会形成一定的电压,使得电池出现电量。

对我国而言,汽车污染日益严重,尾气、噪音等对环境的破坏到了必须加以控制和治理的程度,特别是在一些人口稠密、交通拥挤的大中城市情况变得更加严重。因此,新一代的锂离子电池因其无污染、少污染、能源多样化的特点在电动汽车行业得到了大力的发展,所以锂离子电池的应用是解决目前状况的又一良策。

在每一次充放电循环过程中,锂离子(Li)充当了电能的搬运载体,周而复始的从正极→负极→正极来回的移动,与正、负极材料发生化学反应,将化学能和电能相互转换,实现了电荷的转移,这就是锂离子电池的基本原理。由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体,所以这个循环过程中,并没有电子在正负极之间的来回移动,它们只参与电极的化学反应。