可充電蓄電池與可充電鋰離子電池的充放電原理是什麼

2022-06-01 09:46:18 字數 5564 閱讀 3614

1樓:

補充下我們一般講的蓄電池指鉛酸的

什麼叫電池?

電池batteries是一種能量轉化與儲存的裝置它通過反應將化學能或物理能轉化為電能根據 電池即一種化學電源,它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極,兩電極浸泡在能提供**傳導作用的電解質中,當連線在某一外部載體上時,通過轉換其內部的化學能來提供能。

一次電池與二次電池的有哪些異同點?

一次電池只能放電一次,二次電池可反覆充放電迴圈使用,可充電電池在放電時電極體積和結構之間發生可逆變化,因此設計時必須調節這些變化,而一次電池內部則簡單得多,因為它不需要調節這些可逆性變化,一次電池的質量比容量和體積比容量均大於一般充電電池,但內阻遠比二次電池大,因此負載能力較低,另外,一次電池的自放電遠小於二次電池。

鎳鎘電池的電化學原理是什麼?

鎳鎘電池採用ni(oh)2作為正極,cdo作為負極,鹼液(主要為koh)作為電解液,鎳鎘電池充電時,正極發生如下反應

ni(oh)2 –e + oh- → niooh + h2o

負極發生的反應:

cd(oh)2 + 2e → cd + 2oh-

總反應為:2ni(oh)2 + cd(oh)2→ 2niooh+ cd+ 2h2o

放電時,反應逆向進行niooh + h2o + e→ ni(oh)2 + oh-

cd + 2oh- + 2e→ cd(oh)2

充電時,隨著niooh濃度的增大,ni(oh)2濃度的減小,正極的電勢逐漸上升,而隨著cd的增多,cd(oh)2的減小,負極的電勢逐漸降低,當電池充滿電時,正極、負極電位均達到一個平衡值,二者電勢之差即為電池之充電電壓。

鎳氫電池的電化學原理是什麼?

鎳氫電池採用與鎳鎘電池相同的ni氧化物作為正極,儲氫金屬作為負極,鹼液(主要為koh)作為電解液,鎳氫電池充電時,正極發生反應如下:

ni(oh)2 –e + oh- → niooh + h2o

負極反應:mhn + ne → m + n/2h2

放電時,正極:niooh + h2o + e → ni(oh)2 + oh-

負極:m + n/2h2 → mhn + ne

鋰離子電池正極主要成分為licoo2負極主要為c充電時

正極反應:licoo2 li1-xcoo2 + xli+ + xe-

負極反應:c + xli+ + xe- clix

電池總反應:licoo2 + c li1-xcoo2 + clix

放電時發生上述反應的逆反應。

電池的主要結構組成是什麼?

電池的主要組成部分為:正極片、負極片、隔膜紙、蓋帽、外殼、絕緣層。

其實這些都可以叫做蓄電池

2樓:大龍騰昇

鉛蓄電池從放電化學式:

充電pb+h2so4---pbso4+pbo+h2o放電pbso4+pbo+h2o---pb+h2so4其中:h2so4是硫酸

h2o是蒸餾水

pbso4是正極板

pbo是負極板

汽車上大多采用鉛蓄電池!

3樓:匿名使用者

都是電化學反應!

具體可以查閱相關電化學知識

鋰蓄電池的工作原理以及充電放電過程及方法

4樓:匿名使用者

說說電池的放電過程先,電池就是把化學能轉化為電能的裝置。

以鋅銅原電池電池為例:

┏ 鋅片:zn – 2e- = zn2+ 氧化反應(負極)

e- ┗銅片:2h+ + 2e- = h2↑ 還原反應(正極)

總式:zn + 2h+ = zn2+ + h2↑

這就是電池的放電過程(活性不同的兩種物質之間電子的轉移)。

發生的條件:

①活潑性不同的兩個電極(金屬與金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物);

②兩電極浸入電解質溶液且導線連線或直接接觸;

粒子的放電順序:

陽離子:

k + 、ca2+ 、na + 、mg2+ 、al3+ 、 zn2+ 、 fe2+

sn2+ 、pb2+ (h+) cu2+ fe3+ hg2+ ag+

(得e能力依次增強)

陽離子:

除au 、pt外的金屬做電極放電能力>陰離子。即:

zn、 fe… cu 、 hg 、 ag >s2-、i - 、

br -、 cl -、oh -(水)、 no3 -、so4 2-

現在再來說說充電,

充電就是讓在上邊的充電過程逆轉

以鉛蓄電池為例:

鉛蓄電池是首先製造出的實用蓄電池。其原理如下:

把a、b兩塊鉛板插入硫酸溶液中,鉛於硫酸作用的結果,使a、b兩塊鉛板上形成硫酸鉛,溶液中也被硫酸鉛飽和,這是還沒有電勢,給蓄電池充電時,在兩極上發生的化學反應如下:

a;pbso4+2h2o - 2e-→pbo2+h2so4+2h+;

b:pbso4+2e-→pb+so42-;

可以看出,充電後,a板上的pbo2成為正極, b板上pb成為負極。放電時,兩極發生的反應如下:

正極:pbo2+h2so4+2h+ -2e-→pbso4+2h2o-2e-;

負極:pb+so42-→pbso4+2e-;

放電時發生反應恰為充電的逆過程。充電時,最高電動勢為2.2v。放電時,電動勢逐漸降低,低到1.8v時必須充電,否則會損壞極板 .

5樓:匿名使用者

鉛酸蓄電池的工作原理

1、鉛酸蓄電池電動勢的產生

鉛酸蓄電池充電後,正極板二氧化鉛(pbo2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩定物質--氫氧化鉛(pb(oh)4),氫氧根離子在溶液中,鉛離子(pb4)留在正極板上,故正極板上缺少電子。

鉛酸蓄電池充電後,負極板是鉛(pb),與電解液中的硫酸(h2so4)發生反應,變成鉛離子(pb2),鉛離子轉移到電解液中,負極板上留下多餘的兩個電子(2e)。

可見,在未接通外電路時(電池開路),由於化學作用,正極板上缺少電子,負極板上多餘電子,如右圖所示,兩極板間就產生了一定的電位差,這就是電池的電動勢。

鋰電池原理

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結構的碳.常見的正極材料主要成分為 licoo2 ,充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中.放電時,鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新和正極的化合物結合.鋰離子的移動產生了電流.

化學反應原理雖然很簡單,然而在實際的工業生產中,需要考慮的實際問題要多得多:正極的材料需要新增劑來保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩定,還需要具有良好導電性,減小電池內阻.

雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應,記憶效應的原理是結晶化,在鋰電池中幾乎不會產生這種反應.但是,鋰離子電池在多次充放後容量仍然會下降,其原因是複雜而多樣的.主要是正負極材料本身的變化,從分子層面來看,正負極上容納鋰離子的空穴結構會逐漸塌陷、堵塞;從化學角度來看,是正負極材料活性鈍化,出現副反應生成穩定的其他化合物.物理上還會出現正極材料逐漸剝落等情況,總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數目.

過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀的理解,過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構裡去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來.這也是鋰離子電池為什麼通常配有充放電的控制電路的原因.

不適合的溫度,將引發鋰離子電池內部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰離子電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質新增劑.在電池升溫到一定的情況下,複合膜膜孔閉合或電解質變性,電池內阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保電池充電溫度正常.

而深充放能提升鋰離子電池的實際容量嗎?專家明確地告訴我,這是沒有意義的.他們甚至說,所謂使用前三次全充放的「啟用」也同樣沒有什麼必要.然而為什麼很多人深充放以後 battery information 裡標示容量會發生改變呢 ? 後面將會提到.

鋰離子電池一般都帶有管理晶片和充電控制晶片.其中管理晶片中有一系列的暫存器,存有容量、溫度、id 、充電狀態、放電次數等數值.這些數值在使用中會逐漸變化.我個人認為,使用說明中的「使用一個月左右應該全充放一次」的做法主要的作用應該就是修正這些暫存器裡不當的值,使得電池的充電控制和標稱容量吻合電池的實際情況.

充電控制晶片主要控制電池的充電過程.鋰離子電池的充電過程分為兩個階段,恆流快充階段(電池指示燈呈黃色時)和恆壓電流遞減階段 ( 電池指示燈呈綠色閃爍.恆流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標準電壓,隨後在控制晶片下轉入恆壓階段,電壓不再升高以確保不會過充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到 0 ,而最終完成充電.

電量統計晶片通過記錄放電曲線(電壓,電流,時間)可以抽樣計算出電池的電量,這就是我們在 battery information 裡讀到的 wh. 值.而鋰離子電池在多次使用後,放電曲線是會改變的,如果晶片一直沒有機會再次讀出完整的一個放電曲線,其計算出來的電量也就是不準確的.所以我們需要深充放來校準電池的晶片.

鋰離子電池正極主要成分為licoo2負極主要為c充電時

正極反應:licoo2 li1-xcoo2 + xli+ + xe-

負極反應:c + xli+ + xe- clix

電池總反應:licoo2 + c li1-xcoo2 + clix

放電時發生上述反應的逆反應。

鋰電池和鉛酸電池的優缺點比較

6樓:反向流星

鋰離子電池是目前世界上最先進的二次電池(充電電池),具有體積小、重量輕、能量密度高、使用壽命長、無記憶效應、環保、安全可靠等優點,是高檔儀器儀表的理想電源。

電壓和容量相同時,與鉛酸電池比較,鋰離子電池的體積降為一半,重量降為四分之一,而壽命卻是鉛酸電池的三倍,與鎳氫或鎳鎘電池比較,鋰離子電池的體積和重量均約為一半,而壽命則是它們的二倍。

7樓:ooo藉口

鋰電池和鉛酸電池從以下幾個方面比較優缺點:

1.重量能量密度

目前的鋰電池能量密度一般在200~260wh/g,鉛酸一般在50~70wh/g,那麼重量能密度鋰電池就是鉛酸的3~5倍,這就意味著相同容量的情況下,鉛酸電池是鋰電池的3~5倍,所以在儲能裝置輕量化上,鋰電池佔居絕對優勢。

2.體積能量密度

鋰電池的體積容量密度通常是鉛酸電池的1.5倍左右,所以相同容量的情況下,鋰電池比鉛酸電池體積要小30%左右。

3.使用週期

目前較為流行的材料體系是三元和鐵鋰,三元動力型鋰電池迴圈次數通常在1000次以上,磷酸鐵鋰電池的迴圈次數在2000次以上,鉛酸電池的迴圈次數通常只有300~350次左右,所以鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的3-6倍左右。

4.**

目前鋰電池在**上較鉛酸要貴,大約是3倍左右,但是結合使用壽命分析,投入相同的成本,仍然是鋰電池使用週期要長一些。

5.適用性

鋰電池因為安全性較鉛酸電池要稍差,所以在使用中需要做好各種安全預防工作,比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞,因為這可能會引起著火或**;目前鋰電池的溫度適用性也很好,所以在其他適應性方面,鋰電池也毫不遜色於鉛酸電池。

6.國家正策

鉛酸電池因為生產環節或廢棄電池對環境造成的危害是相當嚴重的,所以從國家政策導向來講,已經在限制鉛酸電池的擴大再投資,或在某些領域限制鉛酸電池的使用,未來鋰電池替換鉛酸電池的趨勢會越發明顯,進度也會逐漸加快

鋰離子蓄電池的原理是什麼,鋰離子電池的工作原理

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