锂电池知识

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锂电池和干电池的工作原理解析

2021-02-23 ryder

锂电池是一种充电电池,它紧要依赖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:充电池时,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。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池,是现代高性能电池的代表。


锂电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,惟有锂离子,这就是锂电池。锂电池的充放电过程,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。


充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极集中,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。


一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应要时间。就跟倒啤酒相同,倒太快的话会出现泡沫,反而不满。


干电池的原理


干电池的紧要工作原理就是氧化还原反应在闭合回路中实现!化学方程式为:Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O。一般干电池大都是锰锌电池,中间是正极碳棒,外包石墨和二氧化锰的混合物,再外是一层纤维网。网上涂有很厚的电解质糊,其构成是氯化氨溶液和淀粉,另有少量防腐剂。


干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它碳棒以为正极,以锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。


干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个范畴,十分好用。

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