关于锂离子电池的基本原理介绍
来源：宝鄂实业
2019-10-20 12:00
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锂离子电池的基本原理
1。如何选择能量的
首先，你为什么选择锂作为能源载体？
好吧，虽然我们不想复习化学知识，但我们必须到元素周期表去寻找这个问题的答案。幸运的是，你总是记得元素周期表吗？我真的不记得了。让我们花点时间看看下面的表。
要成为一个好的能源载体，就必须以最小的体积和重量储存和运输更多的能源。因此，需要满足以下基本条件：
1）原子质量相对较小
2）较强的电子盈亏能力
3）电子转移比例高
基于这三个基本原理，周期表上的元素优于下的元素，左边的元素优于右边的元素。经过初步筛选，我们只能在元素周期表的第一和第二阶段找到材料：氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟和氖。只剩下氢、锂、铍、硼和碳，不包括惰性气体和氧化剂。
氢是自然界中最好的能源载体，因此对氢燃料电池的研究方兴未艾，代表了电池领域一个非常有前途的方向。当然，如果核裂变技术能够在未来几十年内取得重大突破，并且能够实现小型化甚至小型化，那么便携式核燃料电池将具有广阔的发展空间。
其次是锂。锂电池的选择是基于目前地球上所有元素中的相对最优解（铍的储量太小，是稀有金属中的稀有金属）。氢燃料电池和锂离子电池的技术路线在电动汽车领域正如火如荼地展开，可能是因为这两种元素是目前我们能找到的相对较好的能量载体。当然，这里面涉及到很多商业利益，甚至政治博弈，这些都不是本文的研究范围。
顺便说一下，自然界中已经存在并被广泛使用的能源，如石油、天然气、煤等，主要由碳、氢、氧和其他元素组成（在元素周期表的第一和第二周期）。所以不管是自然选择还是人类的“设计”，最终都是一样的。
2.锂离子电池工作原理
我们来谈谈锂离子电池的工作机理。如果我们不解释这里的氧化还原反应，那些化学基础差的人或者那些向他们的老师返回他们的化学知识的人在看到这些专业的东西时会感到头晕，所以让我们做一些简单的描述。这是一张很容易理解锂离子电池原理的图片。
根据使用习惯，我们可以根据充放电时的电压差来区分正负。这里我们不谈阳极和阴极，这是费时费力的。在该图中，电池的正极材料是锂钴氧化物（LICOO2），负极材料是石墨（C）。
充电时，在外加电场的作用下，正极材料licoo2分子中的锂元素被分离，并带正电荷成为li+。在电场力的作用下，锂离子从正极移动到负极，与负极的碳原子发生化学反应生成lic6，使从正极流出的锂离子非常“稳定”地嵌入到负极的石墨层状结构中。中等。锂离子从正极流出并转移到负极的次数越多，电池能储存的能量就越多。
放电时，内部电场转向相反的方向。李+与负极分离，然后沿电场方向返回正极，再次成为氧化钴锂。锂离子从负极流出并转移到正极的次数越多，电池释放的能量就越多。
在每个充放电循环中，li+作为电能的载体。它从正极到负极来回移动，并与正极和负极材料发生反应。它将化学能和电能转化为电荷转移，是锂离子电池的基本原理。由于电解液和隔离膜都是电子绝缘体，在这个循环中正负极之间没有电子来回移动，它们只参与电极的化学反应。
三。锂离子电池的基本结构
为了实现上述功能，锂离子电池需要包含几种基本材料：正极活性材料、负极活性材料、隔离膜、电解液。这里简要讨论一下这些材料的用途。
