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锂离子电池是以锂离子的传递来完成充放电的吗?

来源:宝鄂实业    2019-04-27 15:24    点击量:
主要以锂掺杂金属的氧化物作为电极。锂离子电池是二次电池可充电。
锂一次电池是一种高能化学原电池,俗称锂电池。以金属锂为负极,固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质,金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性物。通用的圆形锂二氧化锰(Li/MnO2)电池和锂氟化碳〔Li/(CFx)n〕电池分别用字母CR和BR表示,其后的数字表示电池的型号。锂一次电池是这一类以使用金属锂为负极材料的化学电源系列的总称。锂电池的分类十分复杂,通常按所选电解质的性质来分类,可分为以下四类:锂有机电解质电池、锂无机电解质电池、锂固体电解质电池、锂熔盐电池。
锂电池的型号和种类繁多,它们各自有其特点和应用范围,不能互相取代。锂一次电池的标称电压有1.5V级和3.0V级两种。锂一次电池有扣式、卷式圆柱形和矩形等多种结构。锂一次电池具有比能量高、寿命长、耐漏液等优点,但安全性较差。主要用于照相机、计算器等小型电器中。
 
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池,锂离子电池是一种二次电池(充电电池)。根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液态锂离子电池(简称为LIB)和聚合物锂离子电池(简称为PLB)。
聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的,以导电材料为正极,碳材料为负极,电解质采用固态或凝胶态有机导电膜组成,并采用铝塑膜做外包装的最新一代可充锂离子电池。由于性能的更加稳定,因此它也被视为液态锂离子电池的更新换代产品。很多企业都在开发这种新型电池。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上,可以说是最大的应用群体。锂电池是以金属锂作为电极,以电子传递产生电流,易产生枝晶引起爆炸。锂电池是一次电池

因此,美国加州一所大学已经转向原料更丰富、材料更便宜的钠离子电池。近年来,成功地解决了钠离子电池充放电的“杂散”问题,进一步提高了电池的稳定性和容量。

钠在地壳含量和成本方面略优于锂。钠的地壳含量为2.6%,排名第六,与27的锂相比。据调查锂和钠在成本方面是100倍的差距,锂大约是每公吨15000美元,钠是150美元,显然钠在电池的使用上有更大的性价比,但是为什么钠并没有投入量产呢,为什么没有商业化呢?

科学家已经能够控制钠在水中的燃烧,但是在商业化的道路上,钠离子电池仍然有一个很大的障碍要解决-钠离子在电池充放电过程中容易“走丢”。

钠离子电池以与锂离子电池以相同的方式工作,主要是通过在阴极和阳极之间移动钠离子,但是钠离子在充电和放电过程中倾向于附着在阳极上,而不是移动到阴极。

这也被称为固体电解质界面(SEI),离子在石墨电极上形成厚度为一千毫米的膜,其保护碳颗粒免受酸性电解质的有害反应,并允许离子在电极和电解质之间穿梭。美国加州某一大学化学工程副教授认为SEI现象并不是坏事,但SEI膜太厚,无法消耗充电所需的钠离子。

因此,此大学已经提出了一种解决方案,如果钠是粉末状的,它提供了SEI与钠,它需要保护碳颗粒,而不消耗充电和放电所需的钠离子。

减少水钠的接触,团队尝试在手套箱充氩气,惰性气体,利用超声熔体的体积成牛奶状液体,然后冷却液,悬浮在正己烷溶液和允许钠颗粒均匀分布。

实验结果与科学家的期望值非常吻合。滴几滴钠混悬液为阳极或阴极后,有效地提高了充电和放电的稳定性和钠离子电池容量。Pol说,只是一个轻微修改就可以使电极的过程中可以提高电池的性能,这其实就是另一种方式来帮助钠离子电池的商业化。