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锂离子电池充电时的电极反应

2014-05-23 15:40
汉水狂客
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  有人在网上询问:“锂离子电池充电时的电极反应是什么?什么因素会阻止电池充电完全?第一次充电时的化学变化有何特别? ”以下回答来自锂电池从业者。

  简单来说,锂离子电池(以下简称锂电)可以被理解为一种浓差电池,Li+的浓差带来能量的存储。Li+在阴极(钴酸锂等)和阳极(常见的主要是石墨)之间的移动,就是锂电的充放电过程。Li+通过电解液作为摆渡船,从阴极中跑出进去石墨中(嵌锂,形成类似C6Li的结构),这是充电过程。反之,Li从阳极中脱出回到阴极,这一过程就是放电。

  所谓充电完全,这个概念是一个伪概念,日常生活中我们所称呼的充满,在将商品电池拿掉充电保护线路和相应的模块之后,电池是完全可以再继续恒流充电的。(这一过程我们成为“过充”,会造成:阳极析锂、刺破隔膜、电池短路、非常危险;同时,过充还会对锂电的寿命带来不可逆的伤害)。

  常规充电,是在横流充电过程中不断监控充电电压,当电压达到规定了一个阀值(目前市售的以4.2V~4.35V为主),电池充电终止。

  首次充电我不知道题主是否懂得“化成/formation ”这个概念,锂电的首次充电其实是在工厂中完成的,这一工艺称之为“化成”。至于“化成”的作用,我就不再赘述了,主要是生成SEI膜,详细可以自行谷歌,作为知乎这个平台,不需要说的那么深入。在“化成”之后在工厂还会有第二个充电过程,这次充电主要是出于质检的考虑,测试电池的容量、自放电率等等。到消费者手中的电池,这时的所谓第一次充放,其实与之后的第二次第三次第n次的反应过程,毫无区别,发生的反应,请参考我对题主第一个问题的回答。

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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