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电池知识

锂离子电池充电时的电极反应是什么?什么因素会阻止电池充电完全?

来源:宝鄂实业    2019-05-16 22:09    点击量:

让我来回答题主附加的问题吧

1.Following is a typical Li-ion battery reaction: 
cathode: LiCoO2= Li1-xCoO2+Lix+xe-
anode: xLi+ +C6 + xe-= LixC6
2. The only reason of "not fully charge" is unplugged before fully charged...
3. There are inevitable side reactions happened during the first charge. More precisely, some electrolyte is reduced and gases are released.

P.S. 我不认为题主提问时清楚的知道锂电池和锂离子电池的区别

我来科普一下,过去讲锂电池是指使用金属锂作为负极的电池,但是由于安全问题,用的越来越少(是否已经绝迹不详)。现在使用含锂的化合物作为电极材料,锂以离子形式存在,安全性更高,为了区分跟上一代的区别,称为锂离子电池

但是基本上现在所谓的锂电池都是锂离子电池了啊,知不知道区别没关系了啊。

很高兴题主能分清锂离子电池和锂电池的称呼上的区别。这样我来回答这个问题也能放心了,免得白费了口舌,白瞎了媚眼。

简单来说,锂离子电池(以下简称锂电)可以被理解为一种浓差电池,Li+的浓差带来能量的存储。Li+在阴极(钴酸锂等)和阳极(常见的主要是石墨)之间的移动,就是锂电的充放电过程。Li+通过电解液作为摆渡船,从阴极中跑出进去石墨中(嵌锂,形成类似C6Li的结构),这是充电过程。反之,Li从阳极中脱出回到阴极,这一过程就是放电。

所谓充电完全,这个概念是一个伪概念,日常生活中我们所称呼的充满,在将商品电池拿掉充电保护线路和相应的模块之后,电池是完全可以再继续恒流充电的。(这一过程我们成为“过充”,会造成:阳极析锂☞☞刺破隔膜☞☞电池短路☞☞非常危险;同时,过充还会对锂电的寿命带来不可逆的伤害)。
常规充电,是在横流充电过程中不断监控充电电压,当电压达到规定了一个阀值(目前市售的以4.2V~4.35V为主),电池充电终止。

首次充电我不知道题主是否懂得“化成/formation ”这个概念,锂电的首次充电其实是在工厂中完成的,这一工艺称之为“化成”。至于“化成”的作用,我就不再赘述了,主要是生成SEI膜,详细可以自行谷歌,作为知乎这个平台,不需要说的那么深入。在“化成”之后在工厂还会有第二个充电过程,这次充电主要是出于质检的考虑,测试电池的容量、自放电率等等。到消费者手中的电池,这时的所谓第一次充放,其实与之后的第二次第三次第n次的反应过程,毫无区别,发生的反应,请参考我对题主第一个问题的回答。