鋰電池、鋰離子電池、鋰金屬電池關(guān)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(yīng)用，其中最常見的就是我們?nèi)粘６茧x不開的手機、電腦上所用的鋰電池。因此，我們耳邊經(jīng)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(guān)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(xiàn)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(zhì)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(yīng)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(yīng)活性，所以后續(xù)逐漸銷聲匿跡，被鋰離子電池取代。但經(jīng)過一個世紀的發(fā)展，現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以很好地實現(xiàn)鋰金屬在充放電過程中的溶解和沉積，所以現(xiàn)在科研論文中報道的鋰金屬電池絕大多數(shù)為二次電池，即可充電電池，如現(xiàn)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(guān)系，它們不是同一種電池，電池記憶效應(yīng)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(jié)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(yīng)的，大家放心使用就好。
 
(責任編輯：子蕊)
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