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鋰電池、鋰離子電池、鋰金屬電池關系辨析

時間:2020-03-17 16:18來源:騰訊新聞 作者:研而有新意
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       鋰元素在我們生活中有著廣泛的應用，其中最常見的就是我們日常都離不開的手機、電腦上所用的鋰電池。因此，我們耳邊經常會聽到“鋰電池”、“鋰離子電池”、“鋰金屬電池”等概念。它們是同樣的東西嗎，不是的話，它們之間又是什么關系呢？
 
       首先，鋰離子電池和鋰金屬電池都是鋰電池的一種。鋰離子電池呢，顧名思義，主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作，充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌，一般采用石墨作為負極（第1代），現在也有硅碳負極（第2代）。而且鋰離子電池一直都是可充電電池（二次電池）。
鋰離子電池工作原理
 
       鋰是元素周期表中最輕最具負電性的金屬，是負極的最佳選擇。鋰金屬電池，就是采用了金屬鋰作為負極的電池。但實際上鋰金屬電池的充放電過程也伴隨著Li+在電解液中的遷移，所以嚴格意義上講，鋰金屬電池是一種特殊的鋰離子電池。但是，在科技論文中形成了約定俗成的習慣，提到“鋰離子電池”時一般指非鋰金屬的鋰離子電池；“鋰金屬電池”就是指采用鋰金屬作為電極的電池。
 
       如此定義，二者區(qū)別便很明確：在鋰離子電池中，鋰元素只以+1價的Li+形式存在，在充放電過程中不發(fā)生電子得失，不會由Li+變成單質鋰；而在鋰金屬電池中，鋰元素在充放電過程中會發(fā)生相應的價態(tài)變化。
       鋰金屬電池在1912年首次提出時確實是一次電池（即不可充電電池），而且鋰金屬具有很強的反應活性，所以后續(xù)逐漸銷聲匿跡，被鋰離子電池取代。但經過一個世紀的發(fā)展，現在的技術已經可以很好地實現鋰金屬在充放電過程中的溶解和沉積，所以現在科研論文中報道的鋰金屬電池絕大多數為二次電池，即可充電電池，如現在比較熱門的鋰硫電池就是采用的鋰金屬。
鋰硫電池
 
       再澄清一點“記憶電池”和鋰離子電池的關系，它們不是同一種電池，電池記憶效應是指，電池好像記憶用戶日常的充放電幅度和模式，日久很難改變這種模式，不能再做大幅度充電或放電。這是因為之前電池采用的是鎳鎘電池，而傳統(tǒng)工藝中負極為燒結式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺，電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點。但鋰離子電池不存在這種效應的，大家放心使用就好。
 
(責任編輯：子蕊)
作者：研而有新意 ，如若轉載，請注明出處：http://kqcgw.com/shushuo/jishu/2020031732676.html
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