鈷酸鋰電池工作原理和化學(xué)方程式
鈷酸鋰電池的鈷酸鋰化學(xué)式為L(zhǎng)iCo02,是一種無(wú)機(jī)化合物,一般使用作鋰離子電池的正電極材料。LiCo02在目前商業(yè)化的鋰離子電池中基本上選用層狀結(jié)構(gòu)的鋰離子二次電池正極材料(鉆酸鋰)的液相合成工藝,它采用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)水溶液為溶劑,鋰鹽、鉆鹽分別溶解在PVA或PEG水溶液中,混合后的溶液經(jīng)過(guò)加熱,濃縮形成凝膠,生成的凝膠體再進(jìn)行加熱分解,然后在高溫下煅燒,將燒成的粉體碾磨、過(guò)篩即得到鉆酸鋰粉。
LiCoO2在大功率鋰離子電池中等到廣泛的應(yīng)用,層狀LiCoO2中鋰離子在CoO2原子密實(shí)層的層間進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng),具有工作電壓高,充放電電壓平穩(wěn),比能量高,循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)。
鉆酸鋰電池充放電過(guò)程時(shí)發(fā)生的反應(yīng):
充電時(shí)的反應(yīng):
正極:LiCoO2=Li1-xCo02+xLi++xe-
負(fù)極:6C+xLi++xe-=Lixc6。
放電時(shí)的反應(yīng):
正極:Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2,
負(fù)極:LixC6=6C+xLi++xe-。
鈷酸鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn):
(一)、鉆酸鋰的優(yōu)勢(shì):
1、電化學(xué)性能優(yōu)越:每循環(huán)一周期容量平均衰減<0.05%,首次放電比容量〉135mAh/g,
3.6V初次放電平臺(tái)比率>85%。
2、加工性能優(yōu)異。
3、振實(shí)密度大,有助于提高電池體積比容量。
4、產(chǎn)品性能穩(wěn)定,一致性好。
5、工作電壓高、放電平穩(wěn)、比能量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)。
6、適合大流量放電和鋰離子的嵌入和脫出,在鋰離子電池中得到率先使用。
(二)、鉆酸鋰的缺點(diǎn):
1、LiCo02的實(shí)際容量約為140mA穐/g,只有理論容量(274mA穐/g)的約50%。
2、且在反復(fù)的充放電過(guò)程中,因鋰離子的反復(fù)嵌入和脫出,使活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)在多次收縮和膨脹后發(fā)生改變,導(dǎo)致LiCo0。內(nèi)阻增大,容量減小。
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