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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 » 从电化学原理分析锂离子电池为什么要先充电后才能放电？
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gtyse37

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momo悄悄

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1楼2012-04-29 20:45:17
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东二314

金虫 (正式写手)
引用回帖:
26楼: Originally posted by gtyse37 at 2012-05-01 10:56:21:
充电时正极电位上升，对于电位上升的原因，我的理解是由于过电位为正导致的。但是你说的“充电后，钴酸锂电位上升，低于3.7V以下时，上升速度很快，因为当时电流只用来对双电层进行充电，没有氧化还原反应的发生 ...

楼主对过电位和电位的理解有些问题。
在我前面的表述中，我几乎每次都故意忽略过电池这个词，一直在强调电位，就是怕楼主不懂过电位。楼主可以再次看看我的所有回复，都没有提到过电位。
过电位是一个纯粹的动力学概念，只在反应发生或者说体系有电流通过时才有的一个值。
而普通情况下的电位，很多时候是热力学概念，是平衡态下的一个值。
任何电池或者电解池，在通电的时候，都必然会产生过电位，但在电流停止时，过电位也会马上消失。
对于一个电池或者电解池来说，通电一段时间后，停止，让过电位消失，然后在测电位，或者说电动势，就会发现，通电可能造成电动势改变，也可能基本不改变。前者是因为当时体系没有到某反应的电位，不发生反应，仅仅电量仅仅使双电层充电。后者是因为当时体系有反应，电量用来反应了。
过电位（也叫超电势）的概念其实比较简单，就是发生反应的电位偏移平衡电位的数据。这个书里面介绍很详细的。

就具体的例子来说，比如钴酸锂的例子，必须要超过3.7V一点才有真正的反应发生，在3.7V这个平衡电位下，正负反应速度相等，其实是没有宏观反应发生的。我当时由于不讨论过电位，所以没有提多出来那一点点过电位。
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27楼2012-05-01 14:11:46
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东二314

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
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gtyse37: 金币+1, 谢谢回复！ 2012-04-29 22:47:57
seagrove: 金币+2, 应助积极 2012-04-29 23:04:31
楼主记得标准电位么？说的例子好像是标准电位而非平衡电位哦。非标准状况下，电池的开路电位未必正好标准电位，比如，刚刚做好的电池，电位一般都是二点多，并不到三点多的平衡电位的，也就是说，刚装好的电池本身就处在放电态。所以要先充电的。
当然，这个仅仅是锂电的例子，如果是铅酸的话，即可以装成荷电态的电池，也可以装电池后再充电。
干电池等其他电池也各自有各自的初始状态。
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2楼2012-04-29 22:26:00
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gtyse37

禁虫 (正式写手)
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3楼2012-04-29 22:47:41
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东二314

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
gtyse37: 金币+3, ★有帮助, 谢谢回复！ 2012-04-30 09:03:50
仅仅在测量电池电压的时候，基本可以忽略过电位和电池内阻。
“一般性的原理上的原因”，还是不明白你想问什么？
不过感觉你问的还是浓度影响电位的问题。
合成的钴酸锂，是富锂离子态，即所谓的放电态，所以刚装的钴酸锂电池电位较低，要先充电，充电意味着锂离子从钴酸锂的脱出，或者意味着氧化，正极电位升高。
负极的石墨，在刚装好的电池里面，是缺锂状态，即放电态，充电可以使锂嵌入，即还原，负极电位降低。
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4楼2012-04-30 00:28:17
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