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    行業資訊

    鈷是怎樣用于鋰離子電池的

    來源:寶鄂實業    2019-09-08 14:22    點擊量:
    可充電鋰離子電池包括兩個電極,這兩個電極浸沒在電解質溶液中并被可滲透的聚合物膜分開。當鋰離子電池正在充電時,鋰離子通過聚合物膜從正極移動到負極。在放電期間,鋰離子從陽極返回到陰極。在此過程中,電子被發送到電子設備,在此過程中為其供電。
     
     
    碳石墨是用于鋰離子電池的典型陽極材料,因為它具有可以在其層之間支撐和儲存小鋰離子的分層結構。由于電池的工作電壓基于陰極和陽極之間的電化學電勢的差異,因此陰極不能是石墨,并且鋰離子電池的大多數性能特征基于陰極材料。
     
     
    陰極通過電化學嵌入存儲鋰離子; 鋰離子從陰極材料結構內部的晶格位置放入或拉出的順序。在最基本的陰極材料中有鋰 - 鈷 - 氧化物(Li-Co-O 2)。當使用這種材料制成的電池充電時,鋰離子從氧化物中被拉出并插入石墨電極中。在放電期間,發生相反的過程。當從陰極中的氧化物中除去鋰離子時,它具有正電荷,因此鈷改變其氧化態并且氧化物保持電中性。少量的鈷在氧化態從3變化到4,以彌補鋰離子的去除。
     
     
    鋰,鈷 ,氧化物是一種嵌入化合物,鋰,鈷和氧以二維層排列:鋰層,然后是氧層,鈷層,不同氧層和不同層鋰。在嵌入化合物中,可以除去鋰,并且基本結構應保持不變。如果結構發生變化,將鋰重新投入使用變得非常具有挑戰性。鈷增強結構可以在開始變化之前容許約60%的鋰被去除,這在很長一段時間內發生。
     
     
    為了使鋰離子電池以可預測的方式運行,框架結構應保持不變。這使得這些電池可以使用數年至數十年。用相當便宜的鎳替代鈷仍然會產生插層結構。但是,如果從氧化鎳結構中取出大量的鋰,它會釋放出相當數量的氧,這可能會引發火災。對結構具有顯著親和力的鋁可以包含在結構中以減少危害。這平衡了結構,但它減少了細胞的容量。