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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 » 化学电源 » 锂离子电池电极材料的插锂电位是由什么决定的？与氧化还原电位的是什么关系？
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bornunique

铜虫 (初入文坛)

[求助] 锂离子电池电极材料的插锂电位是由什么决定的？与氧化还原电位的是什么关系？

请教一下各位，锂离子电池电极材料插锂电位是由什么决定的？比如说，LiFePO4的插锂电位为3.4V（相对Li），那么这个电位与电极材料中Fe3+/Fe2+的电位是什么关系呢？还有许多类似的材料LiCoO2，LiMn2O4，和LiNiO2等，脱嵌锂电位与离子的氧化还原电位之间的关系。
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1楼2011-04-27 10:28:34
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owetowet

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

bornunique(金币+2): 谢谢回复，这个微观机理方面还是很不清楚 2011-04-27 15:11:59
引用回帖:
Originally posted by bornunique at 2011-04-27 10:28:34:
请教一下各位，锂离子电池电极材料插锂电位是由什么决定的？比如说，LiFePO4的插锂电位为3.4V（相对Li），那么这个电位与电极材料中Fe3+/Fe2+的电位是什么关系呢？还有许多类似的材料LiCoO2，LiMn2O4，和LiNiO2等 ...

这取决于Fe与配位体之间的相互作用。
Fe和O之间作用非常强，所以电位比较低，通常可以做负极。
P与O之间的作用非常强，所以会让Fe和O之间的作用减弱，电势上升
当Fe不与其他元素作用，比如溶液中的游离离子，他的电势会达到Fe2+/3+热力学平衡电势
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4楼2011-04-27 13:07:53
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lidianchi

铜虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

bornunique(金币+2): 我也是看good enough 先生10年最新的CM综述，电位这一部分看不懂 2011-04-27 14:59:50
Fe3+/Fe2+标准还原电位是0.77V, 对锂电位是3.82V. 这和磷酸铁锂的电压平台3.45V是比较傲接近的。但还是有一定偏差。这个应该和具体的晶格结构有很大关系，可以通过计算化学计算得到，我们充放电实验得到的平台电压一般而言是经验值。当初good enough先生就是这么研究的吧。
    这是我的个人见解，但我相信我的直觉
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2楼2011-04-27 11:02:50
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chengjie_chj

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

bornunique(金币+2): 这个脱嵌锂的电位还是很难和氧化还原电位搞清楚 2011-04-27 15:04:12
理论电位最好采用自由能计算的方式，物理化学数据足够时能够很准确的计算得到（detG=-nFE）。以上所说的Fe3+/2+电位是不准的，只能是没有办法时的估计用。Fe3+/2+电位是水溶液中，晶体环境和水溶液差距难以估量变高还是变低。实际充放电的电位和动力学有关系，纳米化等手段可以部分改变电位平台靠向理论值。
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3楼2011-04-27 12:51:49
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