鋰電池發明後,被擱置了100多年,直到1991年索尼推出18650電池。許多18650電池用於航模。小伙伴們可能知道是5號電池那種電池。這個18650鋰電池結構比較簡單,性能比較穩定,成本也比較便宜,所以用在很多很多地方,比如我們的充電寶,我們的筆記本電腦,你把電池拆開。
精選內容:
防止電子通過
大部分都是18650電池,所以18650電池屬於鋰電池的一種。從此,人們又開始研究鋰電池。下面說說鋰電池的基本原理。鋰電池是可充電電池。基本原理是有四個主要部分。第一個主要部分是它需要一個正極,對嗎?正極也需要負極。它需要一個負極。
中間一定有隔膜。隔膜是做什麼用的?隔膜用於防止電子通過。叫隔膜,正負極之間一定有東西。剛才我說的就是所謂的電解液電解。液體,電解液不是液體,它是糊狀物質,所以有四個部分,那麼這四個部分為什麼能供電呢?先說充電過程吧。負極是接外電路接電池的吧?這時候就可以充電了。原因是在電池的作用下,正極上有一些鋰原子。
鋰原子會分解分解成一個電子,鋰離子就是它放出一個電子,鋰原子變成鋰離子。之後,電子沿著外電路跑到這一邊。這就是電池的功能。鋰離子在電解液中穿過隔膜,向右運行。然後在右邊,他們再次相遇。
右側的負極
鋰離子和電子再次相遇,然後又變回鋰原子。所以在充電的過程中,正極的鋰原子跑到負極,鋰原子從正極變成負極。這種離子和電子的過程稱為脫嵌。有一個專有名詞叫做脫嵌。在右側的負極,鋰離子和電子結合形成鋰原子。
這個過程稱為插層。這是一個充電過程。鋰原子是從正極跑到負極的,那我們就來說說放電過程吧。既然充滿了,為什麼還能再放電呢?中間的隔板和電解液,對吧?現在負極裡有很多鋰原子。
然後我在外面連接一個電路。比如我接一個燈泡什麼的,沒有外接電源的時候,鋰原子在負極上。它會發生什麼?它會分解成電子和鋰離子分解成這兩個東西,然後電子順著外電路跑到正極,鋰離子也從電解液跑到正極,兩者相遇再次變成鋰原子,然後是鋰原子。一來就知道,放電過程其實就是鋰原子從負極跑到正極的過程。然後鋰原子在負極的電離稱為脫嵌和脫嵌,然後到正極合成鋰原子。
加載鋰原子
就變成了叫embedding,和左邊的充電過程剛好相反對不對?這是充電,這是放電。我們發現充放電其實就是鋰原子在左右兩邊來回擺動的過程,所以我們也叫它鋰離子電池。
擺動電池理論上來說,鋰離子在擺動過程中是不會丟失的。當然,它們仍然會與電解液發生反應而造成損失。那麼人們對鋰離子電池的研究主要集中在哪一個正負極上呢?材料用什麼我們知道你不能使用純鋰,你必須使用一些東西來加載鋰原子,對吧?那麼使用什麼樣的材料呢?
磷酸鐵鋰電池
材料的選擇非常重要。現在人們基本認同負極材料是石墨石墨。我們知道它有分層結構,對吧?所以這一層可以儲存大量的鋰原子,這一層儲存的鋰原子也很多,所以負極材料基本是統一的。關鍵是石墨,它是正極材料。例如,我們使用什麼作為正極材料?我們經常使用磷酸鐵,磷酸鐵,這種材料可以作為正極材料,我們稱這種電池為磷酸鐵鋰電池,還有一種我們新發明的材料叫三元材料。