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看完这篇关于电池的高票回答 可防储能大忽悠

2016-01-08 14:18来源:知乎关键词:储能技术电池技术锂电池收藏点赞

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为什么正极负极的表面结构都需要有序?因为要保证在充电/放电时,氧化还原反应只在正极和负极的表面发生,这样才能有电流。

我们先看石墨(C6)所在的负极。负极的任务很简单,放电时保证锂原子(不是离子)都在负极表面失去电子,充电时再把它们抓回来就好了。由于充电时阳极电压低,带正电的锂离子会自发向负极移动,得到电子回归为锂原子。

似乎没有石墨什么事情啊??

如果是一次性电池,确实不需要石墨。但如果是可充放电池,阳极表面材料不是石墨也会是其它物质。这是为了防止出现析晶。出现析晶会导致锂晶体刺穿隔膜到达正极,于是电池短路报废了。

对于析晶这一现象,我们可以这么理解:

在充电过程中,我们对于锂离子的控制实际上很弱。我们只能保证锂离子会移动到负极表面,但我们无法保证锂离子会均匀地分布在负极表面。因此在没有外来约束条件下,充电时锂晶体会在负极表面无序生长,形成枝晶 (dendritic crystal)。

所以一定要有个约束条件。要挖个坑让锂离子往里面跳。

 

这个坑的具体表现即为负极表面的石墨材料。如上图所示,石墨层之间的空隙够大,足以容纳单个锂原子,但也只能容纳单个锂原子;然后石墨层与锂原子之间的物理吸附作用可以稳住锂原子,于是锂原子在没有外来电压时候也能安心待在负极表面。

如此一来,锂原子便不会野蛮生长了。但能量密度也上不去了。

原标题:看完这篇关于电池的高票回答 可防储能大忽悠
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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