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？ - 电化学 - 化学电源

阳光与快乐的共同体

61楼2013-12-18 11:49:47

百鬼夜行

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锂离子电池，正极材料是LiCoO2等锂盐，负极材料是大多数时候是用的石墨，电解液用的Li的有机小分子溶液。在充电之前，负极跟没有Li元素。必须先进行充电，负极材料得到电子，溶液中的Li离子嵌入负极。停止充电，负极留下了Li离子。这时候才可以发生原电池反应。从这个角度来说，Li离子电池其实是一个浓差电池

62楼2014-10-20 16:32:08

puzhenggan

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我觉得，楼上说可能是由于双电层电容在小电流放电时导致电压迅速下降，这个想法是很有新意的。但是考虑到电池在未充电情况下的电压很低，而且并没有充电，是不应存在较大双电层电量的。我认为正极材料是由于化学活性过低，反应动力学性能差导致的。举个例子如氧气和氢气反应生成水，热力学参数表明可以反应，但是反应动力学差，结果在没有外加条件下，表现几乎不能发生反应。一方面，充电过程是将钴酸锂过充形成锂过量，将钴酸锂晶体结构破坏，形成晶体结构不稳定的非计量比钴酸锂，增加其反应活性。另一方面，真正发生反应的应该是界面层反应，是正极材料与电解液的界面发生反应。正极材料与电解液的界面反应活性很低，在充电过程中形成SEI 层是锂离子交换反应的关键部分，这层固态电解质不但没有降低电极材料的反应活性反而在充放电活化后提高电极反应效率。

63楼2014-10-30 20:07:55

puzhenggan

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不好意思，刚刚说错了，现在补充一下，充电过程是将正极材料钴酸锂中的锂离子脱出，改变材料的化学稳定性。同时也让石墨负极嵌入锂离子，活化负极材料。

64楼2014-10-30 20:43:01

momo悄悄

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送红花一朵

谢谢楼主的帖子

不要为了那些你控制不了的事情而难过

65楼2014-12-09 19:08:11

hsienhsien

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為了詳讀這篇文讓我辦了小木蟲帳號
受教了！感謝各位高手們！

66楼2015-07-19 12:56:10

lindasunhui

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蓝精灵

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楼主，只有原电池才能自发进行氧化还原反应，我在想锂离子电池为什么称为二次电池？

每天进步一点点！

67楼2015-08-13 16:37:53

爱克斯

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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

蓝白叶子公司

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引用回帖:

6楼: Originally posted by gtyse37 at 2012-04-30 09:12:28
不知道我表述清楚了没。其实我也知道我肯定是在某个概念的理解上有错误，但是还不知道错在哪里。只有通过提问来弄明白了。
如果充电让正极电位升高，放电让电极电位降低，那么冲完电后(还没有开始放电)电极就是保 ...

充电正极接锂，负极接钴酸锂，这不是电解的接法吗？这种接法的结果就是锂溶解，和铜电解精炼的效果一样

69楼2016-12-10 16:53:31