锂离子电池的工作原理和干电池的原理差别是什么?塑料阀
锂离子电池的工作原理介绍
锂离子电池是一种充电电池,它重要依靠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。
锂离子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,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池的充放电过程,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+向负极聚集,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。
一般锂离子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。
锂离子电池的组成结构
锂离子电池一般包含三个重要成分:阳极,阴极,电解质。
阳极:在放电过程中电子通过外电路转移走,电极材料被氧化。大部分商用的电池使用基于炭/石墨的电极材料;不过金属或者合金也可以作为阳极材料。
阴极:在放电过程中,通过外电路接收电子;通常使用过渡金属氧化物或者磷化物来作为阴极材料。
电解质:电解质是一个离子导体,电子的不良导体。电解质阻隔电池的阴阳极,同时能供应电子转移的媒介。电解质一般使用一些非水的有机溶剂,里面溶解一些含Li+的盐。比如LiPF6溶解在碳酸丙烯酯中。
干电池的原理
干电池的重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。普通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,而且也适用于特种、科研、电信、航海、特种、医学等国民经济中的各个领域,十分好用。
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