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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 » 关于锂电池工作原理的一些问题
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ferlove

金虫 (小有名气)

[交流] 关于锂电池工作原理的一些问题

我们知道锂电池的工作原理是：充电时Li离子从正极材料脱出嵌入到负极材料，放电时再从负极回到正极，通过金属离子化合价变化产生电流；整个过程中Li一直都是以Li离子状态存在，我想知道正极材料脱锂的机理，Li+为什么能那么容易得脱出，还有就是Li离子嵌入负极材料的机理，请大侠们指点..
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1楼2011-11-05 13:44:43
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

前线轨道9799

木虫 (正式写手)
★
ferlove(金币+1):谢谢参与
ferlove(金币+3): 这个解释不错，谢谢~ 2011-11-07 08:46:30
任何化合物中的离子理论上都是可以脱离母体化合物的，这个词叫“电离”，
例如在一个铜板上不断地吸走电子，则Cu2+肯定会解离到溶液中，这就是铜锌电池的原理，
在锂离子电池体系中，正负极材料一般都是半导体材料，
在不同电压下向正负极材料的导带上注入电子或吸出电子，这样就造成材料中锂离子与材料结合作用的降低，最终也进入到电解液中，并想另一极传递。
锂离子电池正负极材料说白了都是一种兼具锂离子可迁移性和电子导电性的材料，例如LiCoO2材料，Co和O的结合共价键性强，不易解离，锂离子和CoO2层的结合力弱，离子键性强一些，在适当电压下电子不多地被从体系中吸走，锂离子会脱嵌到电解液中，而在更高电压下，甚至氧也会解离出去成为氧原子，继而很快成为阳离子！
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orients
7楼2011-11-06 18:52:03
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三十六计

捐助贵宾 (正式写手)
★
ferlove(金币+1):谢谢参与
负极有的时候是用的FePO4，如果是FP的话，就是Li嵌入形成LFP。
如果是石墨，就是嵌入石墨的层中。
我个人理解LFP实际上是Li取代了三价Fe的一个电位，形成的LF三价结构。虽然这个想法应该是不怎么正确的吧。。。
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4楼2011-11-05 17:18:44
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lvlukobe

木虫 (著名写手)
★
ferlove(金币+1):谢谢参与
来学习了
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5楼2011-11-05 20:14:08
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clucky24

木虫 (正式写手)
★
ferlove(金币+1):谢谢参与
结构的原因吧，锂离子处在一维通道上，一定点位下容易脱出吧
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6楼2011-11-05 20:36:32
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ferlove

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 三十六计 at 2011-11-05 17:18:44:
负极有的时候是用的FePO4，如果是FP的话，就是Li嵌入形成LFP。
如果是石墨，就是嵌入石墨的层中。
我个人理解LFP实际上是Li取代了三价Fe的一个电位，形成的LF三价结构。虽然这个想法应该是不怎么正确的吧。。。

我也不大了解铁锂...- -！
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8楼2011-11-07 08:47:47
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happylq88

金虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
本来也是不太清楚这个问题 谢谢楼主拿出来讨论 受教了
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11楼2011-11-09 08:58:33
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lyliuxm

木虫 (著名写手)
学习了！
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12楼2011-11-09 09:29:03
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orients

铁虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
送鲜花一朵
引用回帖:
7楼: Originally posted by 前线轨道9799 at 2011-11-06 18:52:03:
任何化合物中的离子理论上都是可以脱离母体化合物的，这个词叫“电离”，
例如在一个铜板上不断地吸走电子，则Cu2+肯定会解离到溶液中，这就是铜锌电池的原理，
在锂离子电池体系中，正负极材料一般都是半导体材 ...

谢谢解释！感觉自己基本上听明白了，能像你这样理解清楚机理的不多啊！
嘿嘿，好奇地想问下你是学物理的吗？这些机理从哪里看到的呢？我也想多看看，期待答复，谢谢啦！
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13楼2011-11-09 11:03:01
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前线轨道9799

木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
13楼: Originally posted by orients at 2011-11-09 11:03:01:
谢谢解释！感觉自己基本上听明白了，能像你这样理解清楚机理的不多啊！
嘿嘿，好奇地想问下你是学物理的吗？这些机理从哪里看到的呢？我也想多看看，期待答复，谢谢啦！

固体物理学，黄昆的，你有兴趣可以看！
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14楼2011-11-09 11:42:25
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杨利江

金虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
请问锂在正负极中以什么形式存在。是锂离子？锂原子？还是以一种亚原子的形态（这是听说的哦）？
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15楼2011-11-09 12:51:32
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Angel_qiqi_

木虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
15楼: Originally posted by 杨利江 at 2011-11-09 12:51:32:
请问锂在正负极中以什么形式存在。是锂离子？锂原子？还是以一种亚原子的形态（这是听说的哦）？

你可以先了解一下晶格的概念。
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16楼2011-11-09 15:50:13
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orients

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
14楼: Originally posted by 前线轨道9799 at 2011-11-09 11:42:25:
固体物理学，黄昆的，你有兴趣可以看！

非常感谢！
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17楼2011-11-09 17:25:23
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xiaodongying

金虫 (著名写手)
★
小木虫(金币+0.5): 给个红包，谢谢回帖
锂离子容易脱出，和电池里面的正极材料有关，正极材料一般都是用层状结构的材料，如钴酸锂。
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18楼2012-03-12 20:53:02
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倾城流苏

银虫 (小有名气)
学习。。
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19楼2014-11-14 21:12:30
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robinguo

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
个人理解，仅作参考:
有电子得失,必发生氧化还原反应。
对于原电池,充电时正极失去电子,被氧化,负极得到电子被还原。
正极反应机理：Co+3价被氧化为Co+4价，失去电子。
负极反应机理：Li离子被还原为Li 原子，得到电子。（是在负极材料表面被还原为原子进入石墨层间，还是Li 离子扩散进入层间再被还原，还不清楚，请教各位专家学者）
负极反应机理还靠普，正极还是不好理解。
希望有权威发发话，不要让大家猜来猜去！
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20楼2014-11-18 20:24:53
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海之涯

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
15楼: Originally posted by 杨利江 at 2011-11-09 12:51:32
请问锂在正负极中以什么形式存在。是锂离子？锂原子？还是以一种亚原子的形态（这是听说的哦）？

我也不太清楚，既然li会发生电离，产生锂离子，那是否说明磷酸铁锂或氧化钴锂中的li是以原子形式存在的呢！？
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21楼2015-01-26 17:10:48
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lijianhuiljh2楼
2011-11-05 13:56   回复  
ferlove(金币+1):谢谢参与
随沙飞扬3楼
2011-11-05 14:09   回复  
ferlove(金币+1):谢谢参与
花落我家9楼
2011-11-07 09:11   回复  
ferlove(金币+1):谢谢参与
小忙松10楼
2011-11-07 15:48   回复  
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