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锂离子电池的正负极分别是什么

2024-01-25   点击量:104

对于符号而言----+的大于-的,长的大于短的,这样记就能分清电池符号的正负。


对于实物电池而言,一般有个突起的是正极。像一些电子电池一般会写+标志正极,-标示负极。


原电池是完整的直流电路。其中两极、电解质构成内电路,为化学电源,连接在两极板上的导线和电流表等负载构成外电路。电流在外电路从正极流向负极,在内电路从负极流向正极。据此可以由电流方向判断正负极(金属导体上的电子流向和电流方向相反,也可以用来判断)。事实上,这正是正负极的一个定义。


若不知道电流方向,则可以观察哪一极失电子,哪一极得电子,然后标出电子流向(一般是在外电路上,内电路上得载流子是自由离子而不是自由电子),同样可以判断。


原电池得两极中,失电子被氧化的一极是阳极,得电子被还原的一极是阴极。一般原电池内的阳极也是负极,阴极是正极。但要注意阴阳极和正负极是不同的概念,前者在原电池中用得比较少,主要描述电解池。


如果不知道哪极氧化,哪极还原,则可以试写电极反应式,看是否没有矛盾。但此方法一般比较复杂。所以一般可以如下判断:


若电极参与反应(被氧化),则此电极是负极;


惰性电极(石墨、铂等)不参与反应,是正极;


燃料电池以及其它一些氧化还原反应中,两电极均不参与反应,则氧化剂(O2等)一端在反应中得电子,是正极。


你这样想


电流是从正到负的,物理上规定电流的方向是正电荷的定向移动的方向或者负电荷的定向移动的反方向


那么做正极的必须要给出电子(失去电子,被氧化的)


反之为负


正极(阴极)是钴酸锂和许多添加成分,这些物质涂在铝箔上。


钴酸锂是主体部分,用来产生充放电的化学反应(和石墨反应,下面讲到)


添加成分是为了提高电池的性能,例如减小内阻,增大容量,提高抗碰撞、防爆炸、防起火等的性能。特别是添加了阻燃材料。


负极(阳极)是石墨(纳米级碳粉),这些东西涂在铜箔上。


反应方程式为:


正极上发生的反应为


LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)


负极上发生的反应为


6C+XLi++Xe=====LixC6


怎么样,够专业的吧?


另附:


一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件:


(1)短路:不起火,不爆炸


(2)过充电:不起火,不爆炸


(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)


(4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池)


(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池)


(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)


所以到现在为止,由于工艺上的改进,合格的锂电池已经很安全了。


如有其他锂电池疑问,请到我的博客留言。我是锂电池制造的工程师。


锂离子电池原理及工艺流程


一、原理


1.0正极构造


LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极


2.0负极构造


石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)负极


3.0工作原理


3.1充电过程


如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。


正极上发生的反应为


LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)


负极上发生的反应为


6C+XLi++Xe=====LixC6


3.2电池放电过程


放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。


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钜大特种电池工程研究院

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