在開始今天的話題之前,我們先來看看普通鋰離子電池內(nèi)部是如何工作的。一般來說,鋰電池都依靠鋰離子在陰陽極之間來回搬運(yùn)電子,產(chǎn)生電流供外部電子設(shè)備使用。當(dāng)鋰電池放電時(shí),鋰離子先在陰極和電子結(jié)合,隨后將“裝載”的電子運(yùn)送到陽極并卸下貨物,形成閉合回路,產(chǎn)生電流;同理,放電后鋰離子聚集在陽極,當(dāng)施加外部電流時(shí),“滿載”電子的鋰離子在脫離陽極后,逆向重新返回陰極。因此,當(dāng)所有離子都處于高能狀態(tài)時(shí),也就意味著這塊電池已經(jīng)滿電。
可充式鋰電池的放電機(jī)制
之所以把鋰離子搬運(yùn)電子的過程和貨物運(yùn)輸進(jìn)行類比,因?yàn)樾枰\(yùn)送的物品通常都整齊碼放在集裝箱里,而大量的電子則形成有指向性的電流。由于一般鋰電池中的鋰離子都是以1價(jià)電子的形式(Li1+)存在的,因此它只能同一個(gè)電子結(jié)合,不過金屬鎂可就另當(dāng)別論了。通常情況下,鎂離子都以2價(jià)正離子(Mg2+)的形態(tài)存在,這意味著它如果在電池中充當(dāng)“搬運(yùn)工”的話,每次最多可攜帶兩枚電子。所以,理論上來講,如果兩塊電池分別使用了同等密度含量的鎂離子和鋰離子,使用鎂離子作為傳遞電子介質(zhì)的電池能量存儲密度將是鋰電池的兩倍。
但話又說回來了,誰都知道理論這玩意兒放到現(xiàn)實(shí)情況它并不一定適用。首先,最關(guān)鍵的問題在于,當(dāng)鎂離子和兩個(gè)負(fù)1價(jià)的電子結(jié)合時(shí),整個(gè)原子核就擁有了兩倍的負(fù)電荷,而負(fù)電荷量越多,吸引其他鎂離子的能力也就越強(qiáng)。因此,當(dāng)鎂離子攜帶著兩倍的電荷,要在充滿電解液的兩極之間運(yùn)動(dòng)的話,速度自然慢了很多。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠