锂离子电池以及水溶液锂离子电池的原理介绍
来源：宝鄂实业
2020-11-27 19:07
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锂离子电池工作原理
锂离子电池是一种二次电池，它主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。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”。当对锂电池进行充电时，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。
锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用——现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源，尽管其价格相对来说比较昂贵。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍，而且具有很低的自放电率。此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。
水溶液锂离子电池原理
水溶液锂电池由于安全性能高，不会起火，离子导电率高，且成本也低，已经成为下一代大型储能电池发展的优选方向。锂电池的主要工作原理是依靠锂离子在正负电极之间的迁移而产生电流的，这种迁移在溶液中进行，常常会使电池自身发生损耗。
这种新型水溶液锂电池将以突出的安全性、耐用性，成为新能源产品的“大力士”。用它装备的电动汽车的行驶距离有望达到400公里，而装备等同体积的传统锂电电动车出行距离仅为150—180公里。
这种新型水溶液锂电池将以突出的安全性、耐用性，成为新能源产品的“大力士”。用它装备的电动汽车的行驶距离有望达到400公里，而装备等同体积的传统锂电电动车出行距离仅为150—180公里。
水电解质在此ARLB系统，具有高的热容量，并能吸收大量的热量。在相同的充电和放电过程中，该系统的温度要低得多，比常规的锂离子电池。此外，水或含水电解质与Li金属阳极和LiMn2O4正极两者直接接触，并且冷却效果将是非常有效的。冷却系统，这是通常所需的大容量电池模块，无需为在电动汽车中的应用。当与传统的锂离子电池相比，大大提高安全性和可靠性。
水溶液锂电池技术，与当下的锂离子电池提供同等电力、能效，且使用寿命旗鼓相当，但不会带来火灾危险、不含毒化学品，对环境无危害。
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