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鋰電池型號(hào),鋰電池的主要種類有哪些?

因?yàn)樯鐣?huì)的進(jìn)步發(fā)展,人類所需要的能量越來越多,傳統(tǒng)的化石能源不僅不能再生,,過多的使用加劇了環(huán)境的惡化。雖然現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)基本構(gòu)建在化石燃料的基礎(chǔ)之上,但人們也已了解到充分利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源的重要性。然而這些能源作用不連續(xù),需要有能量貯存器,電池作為一種將電能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存起來的的裝置是十分合適的。尤其是二次電池,在現(xiàn)代人的手機(jī)、手表乃至汽車?yán)锒加袘?yīng)用。電池在幾十年的發(fā)展中,性能在逐漸優(yōu)化,這其中比能量高是人們不斷追求的目標(biāo)。由于在所有的金屬中鋰比重很?。∕=6.94g/mol)、電電勢低(標(biāo)準(zhǔn)電電勢-3.045V),它是能量密度大的金屬,鋰電池體系理論上能獲得大的能量密度,因此它順理成章地進(jìn)入了研究者們的視野。
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鋰電池的主要種類:
鋰電池又分為鋰一次電池(又稱鋰原電池)與鋰二次電池(鋰充電電池),與1912年由GilbertN.Lewis一次提出,將人們的視線引向了活潑金屬電池上。在鋰二次電池的基礎(chǔ)上,又發(fā)展起來鋰離子電池。
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Li-MnO2電池(鋰一次電池)Li-MnO2電池是鋰電池中應(yīng)用較多的一種有機(jī)電解質(zhì)電池,一般做成鈕扣型或圓柱形,開路電壓為3.5V,負(fù)荷電壓為2.8V,比能量可達(dá)200W·h/kg和500W·h/L,常溫下電池儲(chǔ)存壽命超過10年,且儲(chǔ)存和放電過程中無氣體放出,安全性能好。
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(-)Li∣LiClO4,PC+DMG∣MnO2(+)
負(fù)反應(yīng):Li-e-→Li+
正反應(yīng):MnO2+Li++e-→MnOOLi
電池反應(yīng):Li+MnO2→MnOOLi
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按照上述反應(yīng),Li-MnO2放電時(shí)負(fù)鋰生成Li+進(jìn)入電解質(zhì)溶液,正二氧化錳得電子還原成三價(jià)錳,同時(shí),鋰離子進(jìn)入二氧化錳晶格中形成MnO2(Li),即MnOOLi。這類電池主要用于低倍率放電。其能量比約為鉛酸蓄電池的5到7倍。電池儲(chǔ)存和放電過程中無氣體放出,自放電小,不會(huì)因活性物質(zhì)分解引起電池內(nèi)壓增大。中小容量的電池適合于小型電子計(jì)算機(jī)、照相機(jī)及小型通訊機(jī)的電源,大容量的電池適合于要求電池比能量高、使用時(shí)間長的場合,因此可作為軍事領(lǐng)域的理想電源。
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Li-SOCl2電池(鋰一次電池)
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Li-SOCl2電池是一種研究較為成熟的有機(jī)電解質(zhì)電池。其開路電壓高達(dá)3.6~3.7V,且電壓平穩(wěn)、負(fù)荷電壓精度高,同時(shí)還有較高的比能量。表1中給出一些常用小型電池系列活性物質(zhì)成本比較,可以看出,Li-SOCl2電池是常用電池中成本低的。
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Li-SOCl2電池的電化學(xué)表達(dá)式為:(-)Li∣LiAlCl4-SOCl2∣C(+)
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電解液是LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2即是電解質(zhì)的溶劑,又是正活性物質(zhì)。電池反應(yīng):
4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2
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放電產(chǎn)物二氧化硫部分溶于SOCl2中,硫單質(zhì)大量析出,沉積在正炭黑中,LiCl是不容物。
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這種電池的負(fù)鋰與SOCl2接觸時(shí)會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)
8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2
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由于產(chǎn)物L(fēng)iCl形成致密的保護(hù)膜阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,又由于它還是固體電解質(zhì)膜,允許離子通過,所以不妨礙鋰電的正常陽溶解。
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但是SOCl2電池存在兩個(gè)突出問題,即“電壓滯后”和“安全問題”。電壓滯后是因?yàn)長iCl的產(chǎn)生,它以薄膜的形式覆蓋在鋰陽表面,雖然可以防止電池自放電,但導(dǎo)致了電壓滯后。另外,儲(chǔ)存時(shí)間越長,儲(chǔ)存溫度越高,膜就會(huì)越厚,滯后現(xiàn)象越明顯。
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當(dāng)SOCl2電池短路時(shí),會(huì)引發(fā)Li和S的熱反應(yīng):
2Li+S→Li2S
Li2S在145度下又可與SOCl2發(fā)生劇烈反應(yīng),導(dǎo)致爆炸。
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還有一種爆炸的原因是在正上沉積的鋰形成枝晶,造成短路。Li與S反應(yīng),或者SO2也可以在負(fù)發(fā)生反應(yīng),終生成Cl2O這種十分不穩(wěn)定的爆炸性物質(zhì)。
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綜上所述,鋰電池有三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池,錳酸鐵鋰電池,鎳鈷鋰,鋰離子電池,聚合物鋰電池等等多個(gè)種類,不同類型的鋰電池應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。

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