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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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东二314

金虫 (正式写手)
引用回帖:
30楼: Originally posted by gtyse37 at 2012-05-01 15:19:43:
呵呵这个正是问题的关键了。
我原来理解的电极电位的上升就是由于加上过电位后的上升。那你这里说的平衡电极电位的上升是由于什么呢？

感情我前面都白讲了，你没仔细看啊……
电极电位的上升不仅仅是因为过电位上升，过电位这种上升是临时的，可扣除的。
无论是谁的电池，充一会点电压都会上升（平衡电位，扣除了过电位），这个上升由于剩余电荷密度，活度变化，双电层充电等原因造成的。
简单的理解，可以查看能斯特方程，如果想了解更多，可以从玻尔兹曼分布开始慢慢看。
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31楼2012-05-01 16:48:24
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gtyse37

禁虫 (正式写手)
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32楼2012-05-01 16:57:20
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东二314

金虫 (正式写手)
引用回帖:
32楼: Originally posted by gtyse37 at 2012-05-01 16:57:20:
能斯特方程只能反映活度变化导致的平衡电极电位的变化吧？

简单的能斯特方程仅仅能反应活度的变化，没错，但很多反应的电位改变正是由于由于活度变化造成的。
但广义上看，剩余电荷密度也可以转变为某种的形式离子的活度，所以，也可以套用的。
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gtyse37
33楼2012-05-01 17:53:13
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gtyse37

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34楼2012-05-01 18:09:56
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迈克尔乔亮

铁虫 (初入文坛)
因为刚装好的电池（正极为LiCoO2，负极为Li）处于全放电的状态，如果不先充电，直接放电的话，电池的活性材料（主要指的是正极）就过充了，会对材料的晶格结构产生破坏。
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35楼2012-05-02 18:01:12
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gtyse37

禁虫 (正式写手)
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36楼2012-06-12 08:57:26
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phlion

铜虫 (小有名气)
樓主，最簡單的理解
Li+ Fe3+ —— Li+ + Fe2+ 這個反應是自發進行的。要使這個反應反響進行，只能外界充電。
不知道這樣表述是否明白
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37楼2012-06-12 10:34:12
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phlion

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
15楼: Originally posted by 蝗虫甲 at 2012-04-30 18:22:25
以磷酸铁锂为正极材料，金属Li为负极的半电池为例，电池的电压平台在~3.2V，当容量放完时，从放电曲线上看，电池电压几乎直线下降，这表明在放点结束的点上，（也可以等同未充电的新合成材料），由于电池内部电阻急 ...

当放至3.5V时，如果强行继续放电（此时的状态对应于刚制备的材料初始状态），电压会迅速衰减至3.0V左右，在这个过程中几乎只有很少的容量放出，这个电压区间Li继续嵌入晶体阻力较大，所以内阻较大电压迅速下降，到3.0V-2.8V时，是另外一种嵌锂机制开始工作，嵌锂继续，电池内阻下降，电压缓慢下降，对外提供能量。

請問能否具體說明，兩種嵌锂机制，谢谢！
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38楼2012-06-12 10:40:18
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gtyse37

禁虫 (正式写手)
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39楼2012-06-12 11:53:33
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xyli721

银虫 (小有名气)
引用回帖:
13楼: Originally posted by gtyse37 at 2012-04-30 14:37:00
你的回复让我学到了一些新知识，但是还是没有解决我的问题，是因为我还没有表述清楚。
这么说吧。不管有没有外接电源，都存在可逆的电极反应：LiCoO2<->Li(1-x)CoO2+ xLi+ + xe；以及xLi+ +xe + Li<-> ...

我认为这里面涉及两个问题：
一、原电池与二次电池的放电区别
二、电压差是电池放电的必要条件而非充分条件，电池放电的本质是氧化还原反应能够发生，电压差只是反应的外在体现
原电池也即一次性电池，比如说碱锰电池之类在组装成电池后是可以直接放电的，原因是它的正负极的放电氧化还原反应能够直接发生。
二次电池如铅酸和锂电，二次电池都是需要预充后才能放电，比如磷酸铁锂电池没有预充电的情况下，负极石墨不含锂，正极磷酸铁锂材料无空位接收锂，放电反应xFePo4+xLi+xe→xLiFePo4+(1-x)FePo4无法发生，纵使磷酸铁锂与石墨之间有绝对的电位差，但由于本身的氧化还原反应的条件不具备，放电的氧化还原反应无法发生，即便让其放电几乎无法放出容量或很低。所以一般选择先充电后放电。这是二次电池放电本质--氧化还原反应发生条件决定的。
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40楼2012-06-12 16:22:20
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