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鋰電池廠家相轉化反應

發布日期:2020-08-04 21:09:15來源:鋰電池廠家

  鋰電池廠家相轉化反應

  新的反應概念可以充分利用納米結構材料中反應途徑變化的優點,為電池提供了高容量和良好的循環性能,其中一種這樣的反應途徑被稱為“相轉化反應",通過使用二元過渡金屬化合物M,X.(M-Fe,Mn,Ni.Co,Cu,X-0,S,P,Se),相轉化反應過程如式(31)

  M,X,+yne yLit M+yl,x

  其中n是陰離子的氧化態,相轉變機理表明3d過渡金屬納米粒子M"是鋰離子嵌人LigO基體中的最終產物,相轉變反應給出了兩個信息;

  ①非常典型的電壓平台,其長度通常等於使金屬化合物M,X.完全還原所需的電子量;

  ②充電/放電過程中大的電壓差會導致較差的能量效率[33],值得注意的是,很久以前提出的原電池體係中的相轉變反應目前仍然在使用(見第2章),如Li/CuO和Li/CF,體係[9],在先進的可充電鋰電池中,已經有大量具有不同程度可逆性的相轉變材料見諸報道,包括氧化物(如Co0,Ni0,PeO).

  Mo02),硫化物(如Cus.Fes,NisS2),氯化物(如FeF,,CoF,,NiF)和磷化物

  (如NiP,,CusP,FeP,)[40],相轉變反應的可逆性主要取決於以下幾點;二元化合物M-X的形貌,金屬M"在第一次放電時完全還原轉變為納米顆粒(直徑為5~12nm)的分解過程以及鋰二元化合物Li,X的形成過程。

  一般來說,金屬顆粒M"的納米特性在經過少量氧化還原循環後能夠保持不變,與鋰進行相轉變反應的正極材料的單個過渡金屬陽離子通常可以容納不止一個Li原子,作為鋰離子電池大容量電極使用具有很大的應用前景,最近一些更為複雜的體係的電化學特性表現出新的觀點,如Nin.TiOPO,/C複合材料作為電池負極的體係表現出的是嵌入反應和相轉變反應的複合[41.

  最後,需要注意的是相轉化反應意味著在形成二元鋰基化合物Li,X如Li0,LiF或Lis的過程中發生了電化學反應,這方麵內容在第10章中將會進行更細致的討論.

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