标签: 化学反应

电池对于电子工程师再普通不过，然而真正了解他的是不是你？ 现在让我们开始认识他吧： 电池的工作原理： 定义： 电池是一个储存化学能并能够转化成电能的元件！ 术语：anode：阳极（电子流向的方向）； cathode 阴极； 析锂（ deposition ） 枝晶( Lithium plating) N/P比： 电池负极容量和正极容量的比值，动力型锂电池 N/P 比： 1.06-1.1； SEI 膜（ solid electrolyte interphase） ： 阳极电位：anode potential， 他是一种衡量电池在化学反应是释放电子的能力；当这个值为负时，电池会产生不可逆损失。什么时候会出现阳极电位变负情况？往下看！ 从结构成分上看： 电池包括 正极、负极、电解液、隔膜 材料上看：正极可以是 磷酸铁锂、三元锂、 从化学反应角度看： 电池运行原则： 在化学反应过程中，需要维持电荷平衡，故： 阳极： anode电极在产生电子的同时会有相同数量的正电荷的离子释放到电解液中（ 这句话很重要 ） ； 阴极：Cathode 为了平衡他所接收的电子，他必须从电解液中吸收带正电的离子过来； 充电： 阴极C athode得到的电子会重新返回给阳极anode；for 阳极anode，从阳极释放的阳离子，从电解液中逐渐析出回归到阳极！ 这个充电过程，离子回归到anode的过程，离子的堆积会变得无序，在大电流充电情况下这种情况会加速。这样就导致经过500 charge cycles后，电容的容量会降低。 电池使用方法： 电池的电路设计方法： 1. 4个相同的1C充电的电池并在一起，这样系统的最大充电电流是不是就可以设置为4C? 答：是的； 电池常见故障 1. 析锂 后果： 析锂 不仅使电池性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了电池的快充容量，并有可能引起燃烧、爆炸等灾难性后果； 目前改善措施： 改变电池的N/P有助于改善析锂： N/P 越小，电池能量密度越大 , 但是过小的 N/P 比会导致电池负极极片在循环过程中会出现 析锂 ！ 改变N/P 比只需改变负极的容量，而负极的容量调整只需调整涂布的厚度即可（以纽扣电池为例，直径 fixed ） N/P 比越大，电池容量增大、正极电压升高，循环寿命缩短，能量密度越降低；故，电池的N/P比会控制在1.04-1.1; 2.枝晶, lithium plating 降低了电池循环寿命，极端情况下会导致电池短路（枝晶刺破电池隔膜） 3.鼓包 SEI膜科普： 作用：能够运行锂离子通过，电子不能通过的固态电解质； 影响因素： 高温： 高温条件会使SEI 膜的稳定性下降和电极循环性能变差，这是因为高温时SEI 膜的溶解和溶剂分子的共嵌入加剧，而低温条件下SEI 膜趋于稳定； 这就是为啥不能高温充电原因！这样会造成电池容量不可逆的损伤，会破坏SEI膜。 低温 ： 根据阿伦尼乌斯公式，当电池在低温下循环时，析锂反应相对于嵌锂过程有更大的反应速率，即在低温条件下负极更倾向于发生析锂反应！ 这就是为啥低温也不能充电的原因！他会导致负极发射析锂！ 接下来，我们再看为什么不能过放： 当电池发生过放overdischarge时，阳极电位会more negative, 与正常阳极电位比，这就意味着电极更容易释放电子。 活性物质的耗竭和不可逆副反应的积累导致 阳极电位降低，从而影响电池性能、容量和寿命， 这个过程会发生枝晶； 阳极电位为负时，那锂离子不会嵌入到anode的晶体内部，而沉积在电极与电解液接触的表面上。 如果各位路过大神，如果觉得更新了你对他的认知，来点个赞！我看看我能帮助多少人 ； 知识多数都是零散的，且经过传播可能会变味，而我做的就是把这些零散对的、错的进行识别整理，统一呈现给大家。 算是节省大家的时间，让你们后续吹牛更自信！ 待续。。。。