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电池的组成和基本原理

2018/8/29 10:44:23
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1.电池简介及其组成

电池即化学电源,是通过化学反应把化学能直接转变成低压直流电能的装置。要实现能量转变,电池必须具备两个条件:①氧化和还原反应必须分隔在两个区域进行;②电子必须通过外电路。因此电池应该包括以下基本组成部分:

正极——提供容量,主要有活性物质和导电骨架组成     

负极——同上

电解液——离子传输

隔膜——防止正负极间形成电子导电通路

外壳——保护作用

2.基本工作原理

构成适用的二次电池的条件:

    a电极反应必须可逆;b只能采用一种电解质溶液;c电池放电时生成的产物在溶液中是难溶的。

   以锂离子电池为例

电池的组成和基本原理      锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+ 从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时则相反, Li+ 从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在正常充放电情况下,锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起层面间距变化,不破坏晶体结构,在充放电过程中,负极材料的化学结构基本不变。因此,从充放电反应的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。

 

电池的组成和基本原理

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