鋰空氣電池和鋰離子電池有什么差別?目前，鋰離子電池的研究重點(diǎn)重要集中在鋰空氣電池和鋰硫電池上。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因?yàn)樗呢?fù)極(重要由多孔碳構(gòu)成)很輕，而且氧氣是從環(huán)境中獲取的，而不是儲(chǔ)存在電池中。本文就節(jié)能電器小編談?wù)剝烧叩牟顒e。

鋰空氣電池和鋰離子電池有什么差別?

鋰離子電池。JPG

鋰離子電池

在鋰離子電池中，碳是負(fù)的，而金屬氧化物是正的，如鈷、錳和鐵。兩者都浸泡在含有鋰鹽的電解液中。在充電過(guò)程中，鋰離子從正極(陰極)移動(dòng)到多孔碳(陽(yáng)極)，并嵌入在碳材料中。外部電流從負(fù)極流向正極(電子從正極流向負(fù)極)，形成閉環(huán)。在放電過(guò)程中，鋰離子從負(fù)極上脫離并返回正極。外部電流從正極流向負(fù)極(電子從負(fù)極流向正極)。電池的最終尺寸取決于有多少材料可以容納鋰離子，這取決于電極的尺寸和質(zhì)量。

鋰離子電池原理

當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子在電池正極形成，鋰離子通過(guò)電解液到達(dá)負(fù)極。負(fù)碳呈層狀結(jié)構(gòu)，有許多微孔。到達(dá)負(fù)極的鋰離子被嵌入碳層的微孔中。鋰離子嵌入越多，充電容量越大。

同樣的道理，當(dāng)電池放電時(shí)(我們使用電池的過(guò)程)，嵌在負(fù)極碳中的鋰離子就會(huì)出來(lái)，并回到正極。鋰離子越回到正極，放電容量越大。我們通常所說(shuō)的電池容量是指放電容量。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過(guò)程中，鋰離子處于從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如我們把鋰離子電池比作搖椅，搖椅的兩端就是電池的兩極，鋰離子就像一個(gè)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，在搖椅的兩端來(lái)回運(yùn)動(dòng)。因此，專(zhuān)家們給鋰離子電池起了一個(gè)可愛(ài)的名字:搖椅電池。

鋰空氣電池

鋰空氣電池是一種使用鋰作為負(fù)極，空氣中的氧作為正極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因?yàn)樗呢?fù)極(重要由多孔碳構(gòu)成)很輕，而且氧氣是從環(huán)境中獲取的，而不是儲(chǔ)存在電池中。

鋰離子電池要鋰化合物和石墨作為電極，而鋰空氣電池可以直接使用鋰金屬元素(Li)和空氣中的氧氣(O2)作為電極。在最理想的情況下，當(dāng)電池放電時(shí)，過(guò)氧化鋰(Li2O2)是由氧的氧化鋰元素出現(xiàn)的，它在外部電路中出現(xiàn)電流。當(dāng)充電時(shí)，過(guò)氧化鋰會(huì)分解成鋰和氧。整個(gè)過(guò)程不涉及其他重元素，甚至可以直接使用空氣，重量和成本可以忽略不計(jì)!

因此，鋰空氣電池可以獲得比鋰離子電池更高的能量密度。事實(shí)上,因?yàn)殇囀窃刂芷诒淼南鄬?duì)原子質(zhì)量最輕的金屬元素,和空氣中的氧氣,鋰空氣電池的能量密度最高理論與電化學(xué)電池?fù)Q句話(huà)說(shuō),單位質(zhì)量的鋰空氣電池可以存儲(chǔ)和釋放能量,比其他所有的電化學(xué)能源存儲(chǔ)介質(zhì)。

非液態(tài)鋰空氣電池的理論能量密度高達(dá)每公斤12千瓦時(shí)，是現(xiàn)有鋰離子電池的5到10倍，幾乎和汽油相同高，大約每公斤13千瓦時(shí)。假如鋰空氣電池最終能夠進(jìn)入市場(chǎng)，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程也將與汽油汽車(chē)相當(dāng)，這將徹底突破鋰離子電池能量密度低所造成的續(xù)航瓶頸，這對(duì)未來(lái)清潔能源的發(fā)展具有重要意義。

鋰空氣電池工作

鋰空氣電池的概念是由洛克希德公司首先提出的，電解質(zhì)是堿性水溶液。氧在空氣電極上進(jìn)行氧還原反應(yīng)，形成氫氧根。