鋰離子電池類(lèi)型

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類(lèi)要越來(lái)越多的能源。傳統(tǒng)的化石能源不僅不能再生，而且過(guò)度使用還會(huì)加劇環(huán)境退化。雖然今天的電力結(jié)構(gòu)基本上是基于化石燃料，但利用風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的重要性已得到承認(rèn)。但這些動(dòng)態(tài)是不持續(xù)的，要能量?jī)?chǔ)存，電池是理想的設(shè)備，儲(chǔ)存電能的化學(xué)形式。特別是，二次電池被用于現(xiàn)代手機(jī)、手表甚至汽車(chē)。電池在幾十年的發(fā)展中，性能逐步優(yōu)化，這是高于能源是人們不斷追求的目標(biāo)。由于鋰的比重很小(M=6.94g/mol)，電極電位很低(標(biāo)準(zhǔn)電極電位-3.045V)，是一種能量密度很高的金屬。鋰離子電池系統(tǒng)理論上可以達(dá)到最大的能量密度，因此它自然進(jìn)入了研究人員的視野。

鋰離子電池的重要類(lèi)型:

鋰離子電池分為鋰一次電池(也稱鋰一次電池)和鋰二次電池(鋰充電電池)，鋰二次電池最早是由吉爾伯特n劉易斯在1912年提出的，引起了人們對(duì)生動(dòng)金屬電池的關(guān)注。鋰離子電池是在鋰二次電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。一般的開(kāi)發(fā)過(guò)程如圖1所示。

Li-匯總電池(鋰離子電池)Li-匯總電池是一種有機(jī)電解質(zhì)在鋰離子電池電池使用,由按鈕或圓柱形,開(kāi)路電壓為3.5V,負(fù)載電壓為2.8V,特定能量的200whwh/L/公斤和500年,常溫下蓄電池壽命超過(guò)10年,在存儲(chǔ)和放電氣體排放的過(guò)程中,安全性能好。

(-)Li|LiClO4,PC+DMG|MnO2(+)

負(fù)反應(yīng):Li-e-→Li+

李積極回應(yīng):匯總+++e-→MnOOLi

電池反應(yīng):李+匯總→MnOOLi

根據(jù)上述反應(yīng)，鋰-MnO2放電鋰陽(yáng)極中的鋰離子進(jìn)入電解液溶液，正極二氧化錳電子還原成三價(jià)錳，在一起，鋰離子進(jìn)入二氧化錳晶格中形成二氧化錳(Li)，即MnOOLi。這種電池重要用于低功率放電。它的能量比是鉛酸電池的5到7倍。電池在儲(chǔ)存和放電過(guò)程中，不釋放氣體，自放電小，電池內(nèi)部壓力不會(huì)因活性物質(zhì)的分解而增大。中小容量電池適用于小型電子計(jì)算機(jī)、照相機(jī)和小型通信設(shè)備的電源供應(yīng)。大容量電池適用于電池功率比高、使用時(shí)間長(zhǎng)的場(chǎng)合。因此，它們可以作為特種領(lǐng)域的理想電源。

鋰-socl2電池(鋰一次電池)

鋰-socl2電池是一種成熟的有機(jī)電解質(zhì)電池。其開(kāi)路電壓可達(dá)3.6~3.7V，電壓穩(wěn)定，負(fù)載電壓精度高，比能高。表1顯示了一些常用的小電池系列活性物質(zhì)的成本比較?？梢?jiàn)，在常用電池中，li-socl2電池的成本最低。

鋰-socl2電池的電化學(xué)表達(dá)式為:(-)Li|lialcl4-socl2|C(+)

電解液為L(zhǎng)iAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2是電解液的溶劑，是正活性物質(zhì)。電池反應(yīng):

4li+2socl-4+S+liclSO2

排放產(chǎn)物的二氧化硫部分溶解在SOCl2中，大量的硫被分離并沉積在正炭黑中，不允許LiCl。

電池負(fù)極鋰與SOCl2的反應(yīng)如下

Li:8+3socl2和licl6+Li2S2O4+S2Cl2

由于產(chǎn)物L(fēng)iCl構(gòu)成了一層精細(xì)的保護(hù)膜，阻止了反應(yīng)的發(fā)生，并且由于它仍然是一層允許離子通過(guò)的固體電解質(zhì)膜，所以鋰電極的正常陽(yáng)極溶解不受阻礙。

但是SOCl2電池有兩個(gè)突出的問(wèn)題，即電壓滯后和安全問(wèn)題。電壓滯后是由于氯化鋰,涵蓋鋰陽(yáng)極薄膜,造成電壓滯后,防止電池放電本身。另外，儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)，儲(chǔ)存溫度越高，薄膜越厚，滯后越明顯。

SOCl2電池短路時(shí)，會(huì)引起Li和S的熱反應(yīng):

Li+2s到Li2S

在145度時(shí)，硫化氫與SOCl2發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起爆炸。