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锂电池的电极反应主要包括哪些? 池充电 放电
晨欣小编
锂电池作为一种重要的可充电电池,使用广泛。它的电极反应是锂离子在充电和放电过程中的迁移,主要包括锂离子的嵌入和脱嵌反应。
在锂电池的充电过程中,正极材料(如LiCoO2)中的锂离子会从正极材料中脱离出来,经过电解液中的锂离子传导至负极材料,同时通过电解液中的电子传导回到正极。这个过程称为锂离子的嵌入和脱嵌。具体来说,嵌入和脱嵌反应如下:
正极嵌入反应:LiCoO2 + xLi+ + xe- → Li1-xCoO2
负极嵌入反应:C6 + xLi+ + xe- → LixC6
其中,正极的材料可以是LiCoO2、LiMn2O4等,负极材料可以是石墨(C6)。在嵌入反应中,正极和负极材料中的锂离子会与电解液中的锂离子发生化学反应,使得正极和负极的锂储存能力增加。
当锂电池被放电时,正极材料中的锂离子会从正极材料中脱离出来,通过电解液中的锂离子传导至负极材料,并通过电解液中的电子回到正极,完成放电过程。放电反应如下:
正极脱嵌反应:Li1-xCoO2 → LiCoO2 + xLi+ + xe-
负极脱嵌反应:LixC6 → C6 + xLi+ + xe-
在放电过程中,锂离子从正极和负极的材料中脱离出来,返回电解液中,使得正极和负极的锂储存能力降低。
需要注意的是,锂离子在电解液中并不是以单个离子的形式存在,而是与电解液中的阴离子形成配位离子,形成稳定的溶液体系。
总的来说,锂电池的电极反应主要涉及到锂离子的嵌入和脱嵌,这种反应使得锂电池能够实现充放电循环使用,成为一种理想的可再充电电池。