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锂电池的基本结构和工作原理分析

锂电池的基本结构和工作原理分析

来源:
2021/04/21 10:03
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【摘要】:

  介绍了其基本结构和工作原理

  锂电池(摇杆电池)

  锂电池(又称摇椅电池)是指两种不同类型的可逆插入和释放锂离子嵌入锂化合物作为正极和负极的电池系统。世界最初是Kuribayshi和他的合作者发明的,并获得了日本朝日化学工业的世界专利。锂电池是以T. Nagaura和K. Tozawz命名的。

  什么是锂电池,什么是锂电池可以参考我之前写的文章。

  到目前为止,二次锂电池的研制取得了很大的进展。日本一些最大的公司已经将电池商业化,并开始大规模生产,改善它们的努力正在进行中。专家预测,锂电池有望在未来十年内取代目前流行的镍镉电池。

  介绍了锂电池的基本结构和工作原理

  1980年Armand等人提出用锂化合物代替金属锂二次电池中的锂负极,并提出摇椅电池的概念。此后,又出现了一些实验性的“摇椅电池”,其基本原理可描述为:LiyMnYm+AZBwLiy_XM_Ym+LixAzBw

  其中Liymnym是一种低电位嵌锂化合物,用作正极,如LiWO2、LiMoO2、Li6Fe2O3等。azbw是一种高电位嵌锂化合物,用作负极,如TiS2、WO3、NBS2、V20等。

  与以金属锂为负极的二次锂电池相比,锂电池的安全性能得到了极大的提高,具有良好的循环寿命。然而,由于高电位(0.7 V -2)。锂离子包埋正极材料(LiWO2、LiMoO等)的OV和Li/Li+包埋容量低,丧失了二次锂电池的高电压、高比能的优势。

  随着锂离子嵌入化合物的研究和发展,摇椅电池的正负材料得到了进一步的发展。1987年,Auburnbarberie等人提出了一种7’M002(WO2) IlipF6-PC /LiCoO2锂离子浓度差电池,该电池直接使用富锂化合物(如LiCoO:等)作为正极,使用贫锂化合物(如Mo42、W02等)作为正极。组成摇杆电池。最初,整个电池处于放电状态,充电过程结束后,电池处于充电状态。这些系统仍然存在低能耗问题,但它们在提高安全性和采收率方面取得了显著进展。

  1991年,日本索尼公司首次发明了实用摇臂电池,被称为锂电池。原理如图1.1所示。

  锂电池原理图

  可充电锂电池原理如图1.1所示

  该电池在充放电过程中,内嵌/应急响应电极之间的锂离子也可以看作是锂离子在正负电极之间来回移动,故称锂电池。该电池克服了锂二次电池的缺点,更好地保持了锂二次电池的优点,并立即成为锂二次电池研究的热点问题。

 

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