詳細介紹
實驗意義:能源是全球關(guān)注的熱點問題之一。鋰離子電池由于具有比能量/比功率高、電壓高、循環(huán)壽命長、自放電小、環(huán)境友好及充放電轉(zhuǎn)化率高(90%)等特點,成為了儲能電池及動力電池的熱門侯選。由研究成果轉(zhuǎn)化而來的本實驗在于提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識的能力,通過完整的鋰離子電池的制備過程提高學(xué)生的科研動手能力,激發(fā)學(xué)生對能源化工興趣。
實驗?zāi)康模?/p>
①了解和掌握鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的制備過程及工藝。
②了解和掌握鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及充放電原理。
③了解和掌握鋰離子電池的裝配技術(shù)。
④了解鋰離子電池的充放電過程的測試方法。
實驗原理:鋰電池的實質(zhì)是一種濃差電池,其正負電極材料由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成,在充電時,陰極部分的鋰離子脫嵌,離開含鋰化合物,透過隔膜向陽極移動,并嵌入到陽極的化合物中;反之在放電時,鋰離子在負極脫嵌,移向正極并結(jié)合于正極的化合物之中。與傳統(tǒng)鋰電池不同的是,被氧化還原的物質(zhì)不再是Li和Li+,Li+只是伴隨著兩極材料本身發(fā)生放電而產(chǎn)生的氧化態(tài)的變化而反復(fù)脫嵌與嵌入,往返于兩極之間,所以鋰電池又被稱作搖椅電池(Rocking chair battery)。以典型的(-)Cn|LiPF6-EC+DEC|LiMO2 (+) 電池為例:
正極反應(yīng):LiMO2 ===Li1-xMO2+xLi++xe-
負極反應(yīng):nC+xLi+xe- === LixCn
實驗流程:鋰離子電池負極材料鈦酸鋰的制備及其電化學(xué)性能測試實驗流程如圖所示。