Принципи хімічної реакції літієвої батареї
Літієві батареї зазвичай поділяють на дві категорії:
Літій-іонна батарея: літій-іонна батарея, як правило, використовує оксид металу зі сплаву літію як матеріал позитивного електрода, графіт як матеріал негативного електрода та неводний електроліт.
Літієва батарея: металева літієва батарея, як правило, використовує діоксид марганцю як матеріал позитивного електрода, металевий літій або його сплав як матеріал негативного електрода та використовує неводний розчин електроліту.
Літієва металева батарея
Літієві металеві батареї – це тип акумулятора, який використовує метал літій або літієвий сплав як матеріал негативного електрода та використовує неводний розчин електроліту. Найперша літієва батарея використовувала таку реакцію: Li+MnO2=LiMnO2, реакція являє собою окислювально-відновну реакцію, розряд.
Літій-іонний акумулятор
позитивний електрод
Катодний матеріал: існує багато доступних катодних матеріалів, і більшість сучасних основних продуктів використовує фосфат заліза літію. Порівняння різних матеріалів катода:
LiCoO2 3,7 В 140 мАг/г
Li2Mn2O4 4,0 В 100 мАг/г
LiFePO4 3,3 В 100 мАг/г
Li2FePO4F 3,6 В 115 мАг/г
Фосфат заліза літію
Реакція позитивного електрода: іони літію інтеркалюються під час розряду, а іони літію деінтеркалюються під час заряджання. При зарядці: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- При розрядці: Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4
Матеріал анода: в основному використовується графіт. Нове дослідження показало, що титанат може бути кращим матеріалом. Негативна реакція: іони літію деінтеркалюються під час розряду, а іони літію вставляють під час заряджання. Під час заряджання: xLi+ + xe- + 6C → LixC6 Під час розрядки: LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
Оксид літій кобальту
Реакція на позитивному електроді:
LiCoO2=Заряд=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-
Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=розряд=LiCoO2
Реакція на негативному електроді така:
6C{{1}}XLi+ + Xe-=Charge=LixC6
LixC6=розряд=6C{{2}}XLi+ + Xe-
