鋰電池 (左)
結構簡單, 鈕式電池以二氧代錳(MnO2)粉未塗在金屬網為正極, 金屬鋰為負極,
以纖維紙浸透過的有機電解液為兩極中的介質, 整個系統密封在有兩極絕緣的金屬外殼中。圓筒式結構比較複雜,
長條形鋰負極和石墨、二氧化錳或二硫代鐵的正極在電解液介質中呈層狀卷成圓筒狀, 整個系統密封在金屬外殼中,
上下兩端分別有引接片和兩極物質接觸。筒式儲電量比鈕式多, 但是這種電池是不能充電重複使用的。負極反應:
Li→ Li + + e- , 電子經非水介電解質流入正極。(鋰和水接觸會引越極為劇烈的化學反應)
鋰離子電池/ 鋰離子聚合物電池
(右) 結構和反應機理複雜, 這種電池為目前應用極為廣泛的高能量電源, 主要特點: 電池不使用鋰金屬而是鋰的化合物,
這樣大大減少在使用上的危險性, 而且可以通過充電實現反覆使用。它使用膠態/固態聚合物電解質取代極易外泄或揮發的有機溶劑,
主要以鋰鐵磷酸鹽為正極, 石墨為負極, 充電時電池正極反應:
LiFePO4 →
Li1-xFePO4 +
xLi+ +
xe−,
電子經正極流入負極:
xLi+ +
xe− +
6C → LixC6,
這個反應現實負極有極高的放出電子的電動勢。放電(接入電器)時負極放出電子, 經電器流入正極,
形而推動電器的運行, 反應機理如下: 負極:
LixC6 →
xLi+ +
xe− +
6C (和鋰電池有很相似的放電形式), 電子流入正極, 反應原理: Li1-xFePO4 +
xLi+ +
xe− →
LiFePO4,
電量變低時, 接入充電器進行充電模式,
負極很快又回復高電動勢的備用模式, 這就是我們身邊不可或缺的電子設置不間斷供電原理。
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