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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 铝离子电池和锂离子电池的问题
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shanli2012

银虫 (正式写手)

[求助] 铝离子电池和锂离子电池的问题 已有1人参与

我看了一篇有关铝离子的综述，发现石墨烯可以作为铝离子电池的正极，而且石墨烯相对于Al3+/Al的电极电势是2.0V。小弟十分不解。在锂离子电池中，石墨烯作为锂离子电池的负极，其电极电势相对于Li+/Li的电位只有0.06V。也就是说铝的电极电势比锂都还要负。求大神指教。原文如下：
Very recently, an ultrafast Al ion battery was presented that uses a 3D graphiticfoam
as the positive electrode. The cell exhibits well-defined
discharge voltage plateaus near 2 V (vs. Al3+/Al) (Fig. 10a) and a
stable cycle life up to 7500 charge/discharge cycles without decay
at ultrahigh current densities.

我自己也想了一想，是不是和溶液有关系？不同的溶液体系下电极电势的是不一样的。那是不是得指明是什么溶液？
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1楼 2017-05-11 14:45:51
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)

红尘来去一场梦
电化学反应不一样，先确认这个
石墨烯作为锂离子电池负极的容量，是个什么原理？石墨是插层，石墨烯上是吸附了锂金属吗？
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shanli2012
2楼2017-05-11 15:08:16
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shanli2012

银虫 (正式写手)
送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-11 15:08:16
电化学反应不一样，先确认这个
石墨烯作为锂离子电池负极的容量，是个什么原理？石墨是插层，石墨烯上是吸附了锂金属吗？

谢谢您的回复，我的意思是石墨的嵌锂电位是0.06V相对于（Li+/Li）,那么石墨的电极电势相对于（Li+/Li）的电极电势应该小于0.06V。而石墨是由石墨剥离下来的，那么石墨烯的电极电势相对于（Li+/Li）的电极电势是小于0.06V的。可是那篇铝离子电池的文章中，石墨烯相对于Al3+/Al的电极电势是2.0V。那么Al相对于（Li+/Li）的电极电势接近 -2.0V了。可是（Li+/Li）的电极电势不是最低的吗？为什么还会有比它低2V的电极材料呢？
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3楼2017-05-11 15:37:34
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lsh200100

铁杆木虫 (著名写手)

红尘来去一场梦
引用回帖:
3楼: Originally posted by shanli2012 at 2017-05-11 15:37:34
谢谢您的回复，我的意思是石墨的嵌锂电位是0.06V相对于（Li+/Li）,那么石墨的电极电势相对于（Li+/Li）的电极电势应该小于0.06V。而石墨是由石墨剥离下来的，那么石墨烯的电极电势相对于（Li+/Li）的电极电势是小于 ...

石墨的嵌锂电位是反应的能量决定的，并不是石墨决定的，嵌入其它的离子，电位就不一样。比如说钛酸锂，用于锂电池负极和钠电池负极，电位就不一样。
所以，先搞清楚电化学过程是什么。
石墨烯是个东西，可以作为电极材料，但不能单独决定电极电位。
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4楼2017-05-11 20:49:49
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shanli2012

银虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by lsh200100 at 2017-05-11 20:49:49
石墨的嵌锂电位是反应的能量决定的，并不是石墨决定的，嵌入其它的离子，电位就不一样。比如说钛酸锂，用于锂电池负极和钠电池负极，电位就不一样。
所以，先搞清楚电化学过程是什么。
石墨烯是个东西，可以作为 ...

谢谢您的回复，我知道电位由反应能量决定，而且嵌锂电位和电极电势不是同一个东西。我只是不知道为什么石墨做正极，铝片做负极会有这么大的电势差。如果用石墨做正极，用锂片做负极，其电压也不会有这么大把。而锂片的电极的电极电势是低于铝片的。

如果是这样的话，那么为什么如果我把石墨和锂片组装起来，其电极电动势应该大于2V才对。但实际上也没人这么用啊。
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5楼2017-05-12 09:50:18
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我是学生

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

据我的理解，石墨之所以可以作为铝电池正极，且电压可以达到2.0 V，是因为石墨在反应过程中嵌入/脱出的是AlCl4-阴离子，而在锂离子电池中，石墨作为负极材料，此时石墨电极反应是嵌入/脱出锂离子，一个是嵌入阴离子一个是嵌入阳离子，这决定了嵌入电位的不同。其实在锂离子电池中也有拿石墨做正极的，让石墨嵌入/脱出PF6-阴离子，其对锂的电压可以高达5V左右。详细内容请查询文献。
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6楼2017-06-21 15:14:47
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匿名

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7楼2017-11-04 14:54:30
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