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鋰電池正極材料的特點(diǎn)是什么
相對于傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池來說，鋰電池具有充放電次數(shù)高（1000次，普通蓄電池300次），無記憶效應(yīng)，能做到完全放電，使用壽命長，節(jié)能環(huán)保，重量輕（大約是鉛酸蓄電池的三分之一）等優(yōu)勢，即使價(jià)格要比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池貴上不少，但也足以被使用壽命這項(xiàng)有點(diǎn)所彌補(bǔ)。鋰電池正極材料特點(diǎn)有哪些？河北鑫動(dòng)力小編來給大家介紹一下。
鋰電池相對于其它電池的不同點(diǎn)
與鎳氫電池相比，鋰電池的充放電電壓較高，大約是鎳氫電池的3倍，為3.7 V，而鎳氫電池的充放電電壓為1.2 V。而與鋰金屬電池相比，二者皆具有較高的體積比能量和質(zhì)量比能量，但相對而言，鋰電池的穩(wěn)定性要比鋰金屬電池好。對于以往的鉛酸電池、鎳鎘電池，在性能和穩(wěn)定性上都比不上目前應(yīng)用廣泛的鋰電池，也逐漸被鋰電池、燃料電池等所替代。此外，鋰電池的體積比能量和質(zhì)量比能量比鎳氫電池高，在工作原理上，鋰電池不同于其他電池，例如，在鉛酸電池體系中，反應(yīng)物是電解質(zhì)，而對于鋰電池，其實(shí)通過在正極負(fù)極之間的電解質(zhì)傳遞，其正極負(fù)極都用的是嵌入式材料，電解質(zhì)很容易在正負(fù)極之間進(jìn)行傳遞，因此，鋰電池還有一個(gè)稱號，叫做“搖擺電池”。
鋰電池的工作原理
鋰電池的工作原理較為簡單，放電時(shí)，負(fù)極材料中會(huì)脫離出部分鋰，進(jìn)入到電解質(zhì)溶液中，而在電解質(zhì)中會(huì)有等量的鋰嵌入到正極材料中，在外電路中，相同的時(shí)間里，電子會(huì)從負(fù)極流向正極，對用負(fù)載進(jìn)行供電，提供能量。鋰電池還可以進(jìn)行可逆的充電過程，這發(fā)生在正負(fù)極上有電流或外電壓加載時(shí)。
鋰電池正極材料的特點(diǎn)
在鋰電池的首次提出以及問世后，對于正極材料的研究就一直進(jìn)行著，各種成本低，性能好的新型正極材料都被廣泛研究和探討，作為鋰電池的正極材料，其必須滿足的幾點(diǎn)要求分別是：①容易合成且成本較低；②對環(huán)境污染性較小；③在與電解質(zhì)接觸時(shí)有較強(qiáng)的穩(wěn)定性；④需具有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力；⑤當(dāng)鋰在電解質(zhì)中傳遞時(shí)，在正極材料的嵌入和脫出時(shí)要能夠快速的與鋰發(fā)生反應(yīng)；⑥必須能與鋰發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)；⑦必須能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)，含有過渡金屬元素。滿足上述要求后，對于新型正極材料的設(shè)計(jì)還需要考慮的一點(diǎn)是嵌入式電池體系的動(dòng)力學(xué)性能和熱力學(xué)性能。而對于正極材料的形貌和結(jié)構(gòu)也是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素。
顆粒大小對正極材料電化學(xué)性能的影響
材料顆粒的直徑大小、密度、形貌以及分布對電池正極的動(dòng)力學(xué)有很大的影響，在電池的穩(wěn)定性、電化學(xué)性能上均扮演著重要的角色，例如，球形晶粒團(tuán)聚會(huì)形成單一的尖晶石球形晶粒，這會(huì)加強(qiáng)電池的循環(huán)性能，顆粒直徑較小可以使化學(xué)反應(yīng)更加迅速，這是因?yàn)殡x子和電子在材料中的擴(kuò)散路徑會(huì)隨著顆粒直徑減小而縮短，但過小的顆粒尺寸也是有相應(yīng)的缺點(diǎn)的，例如較低的振實(shí)密度會(huì)造成能量密度過低，熱穩(wěn)定性較差，當(dāng)電解質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)活性會(huì)降低。在不斷研究分析中，各類的合成方法會(huì)合成不同尺寸的材料顆粒，合適的顆粒尺寸和形貌會(huì)使鋰電池的性能更加優(yōu)越。
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