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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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爱克斯

银虫 (初入文坛)
你好，这里是2015年11月。我虽然是个新手，但是我很认真的查看了整个帖子所有的回复，自己也查了相关的资料。最终我觉得，问题的关键在于电极式的理解：

首先，两个电极式的问题
LiCoO2<->Li(1-x)CoO2+ xLi+ + xe； 比如（1V）
xLi+ +xe + Li<->(1+x)Li；比如（-3V）
我觉得正确的写法是：
Li(1-x)CoO2+ xLi+ + xe<->LiCoO2；比如（1V）；（1）
xLi+ +xe + Li<->(1+x)Li；比如（-3V）；（2）
即：氧化剂Li(1-x)CoO2、xLi+被还原的电势分别为1V和-3V；

楼主的意思是说，反正第二个反应（2）的逆反应（即锂片产生锂的反应）可以自发进行，那就产生Li+了吧？而且，第一个反应（1）的正反应（即钴酸锂得到Li+的反应）也可以自发的进行。这两个反应组合起来就是放电过程了，所以楼主就问了，那为什么不能先自发的放电呢？？

开始我也很纳闷，后来看评论看了一大半的时候，又仔细的想了整个充放电过程。发现原因还真出现在 “氧化还原反应式”上。
首先，如果直接放电，初始状态是：
正极：只有LiCoO2对吗？
负极：只有Li 对吗？
假如：开始放电
那么：负极通过 (1+x)LixLi<-> +xe + Li+ 产生Li+； 正极-注意这时没有Li(1-x)CoO2，电极反应式 应该变成 LiCoO2+Li+<->Li(1+x)CoO2 被还原；反应电势按尝试来说应该为负值，而且应该负的还不小。那么在正极的还原反应就不一定能进行下去了吧？

我不知道这个角度来回答是否合乎您的意思。期待您的批评指正。
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68楼2015-11-01 16:33:54
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东二314

金虫 (正式写手)

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★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
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。
赞一下(2人) 回复此楼
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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