鋰電池、鋰離子電池、鋰金屬電池關係辨析

2020-12-05 研而有新意

鋰元素在我們生活中有著廣泛的應用,其中最常見的就是我們日常都離不開的手機、電腦上所用的鋰電池。因此,我們耳邊經常會聽到「鋰電池」、「鋰離子電池」、「鋰金屬電池」等概念。它們是同樣的東西嗎,不是的話,它們之間又是什麼關係呢?

首先,鋰離子電池和鋰金屬電池都是鋰電池的一種。鋰離子電池呢,顧名思義,主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作,充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌,一般採用石墨作為負極(第1代),現在也有矽碳負極(第2代)。而且鋰離子電池一直都是可充電電池(二次電池)。

鋰是元素周期表中最輕最具負電性的金屬,是負極的最佳選擇。鋰金屬電池,就是採用了金屬鋰作為負極的電池。但實際上鋰金屬電池的充放電過程也伴隨著Li+在電解液中的遷移,所以嚴格意義上講,鋰金屬電池是一種特殊的鋰離子電池。但是,在科技論文中形成了約定俗成的習慣,提到「鋰離子電池」時一般指非鋰金屬的鋰離子電池;「鋰金屬電池」就是指採用鋰金屬作為電極的電池。

如此定義,二者區別便很明確:在鋰離子電池中,鋰元素只以+1價的Li+形式存在,在充放電過程中不發生電子得失,不會由Li+變成單質鋰;而在鋰金屬電池中,鋰元素在充放電過程中會發生相應的價態變化

鋰金屬電池在1912年首次提出時確實是一次電池(即不可充電電池),而且鋰金屬具有很強的反應活性,所以後續逐漸銷聲匿跡,被鋰離子電池取代。但經過一個世紀的發展,現在的技術已經可以很好地實現鋰金屬在充放電過程中的溶解和沉積,所以現在科研論文中報導的鋰金屬電池絕大多數為二次電池,即可充電電池,如現在比較熱門的鋰硫電池就是採用的鋰金屬。

再澄清一點「記憶電池」和鋰離子電池的關係,它們不是同一種電池,電池記憶效應是指,電池好像記憶用戶日常的充放電幅度和模式,日久很難改變這種模式,不能再做大幅度充電或放電。這是因為之前電池採用的是鎳鎘電池,而傳統工藝中負極為燒結式,鎘晶粒較粗,如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電,鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺,電池會儲存這一放電平臺並在下次循環中將其作為放電的終點。但鋰離子電池不存在這種效應的,大家放心使用就好。

相關焦點

  • 鋰電池:鋰金屬電池和鋰離子電池的區別
    鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池並非是單一的種類,而是鋰金屬電池和鋰離子電池的統稱。 鋰金屬電池 鋰金屬電池是以二氧化錳作為正極材料、用金屬鋰或合金金屬作為負極材料,使用非水解電解質溶液的電池。
  • 鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池的區別
    摘要:鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池在原理上是不同的。
  • 鋰金屬電池和鋰離子電池在使用方面存在著怎樣的差別
    鋰電池並非是單一的種類,而是鋰金屬電池和鋰離子電池的統稱。之所以用石墨作為鋰離子電池的負極材料,是因為它既有著好的導電性能和層狀結構,又有著高的結晶程度,非常適合鋰離子電池在充放電過程中的嵌入和脫出。 由於鋰金屬電池現在已不再被應用,所以我們平常說的鋰電池一般指的是鋰離子電池。3C產品用的鋰離子電池也被稱為3C鋰電池,3C鋰電池的成品電池都要先經過測試才能被應用,主要是為了測試其性能和質量是否達到了合格標準。
  • 【乾貨】鋰離子電池vs鋰金屬電池:未來屬於誰?
    鋰是元素周期表中最輕最具負電性的金屬,是負極的最佳選擇。 然而,由於鋰金屬具有很強的反應活性,在上世紀90年代至21世紀初逐漸銷聲匿跡,並被鋰離子電池逐步取代,在鋰離子電池中,不含鋰金屬。隨著電解液方面的最新進展,鋰金屬實現了強勢回歸。
  • 金屬鋰電池和鋰離子電池有什麼區別?
    摘要:金屬鋰電池和鋰離子電池都是都是鋰電池的一種,那麼金屬鋰電池和鋰離子電池有什麼區別?下文將為你詳細講述它們兩者之間的區別。
  • 科普:金屬鋰電池和鋰離子電池有什麼區別?
    科普:金屬鋰電池和鋰離子電池有什麼區別? 最主要的區別是金屬鋰電池是一次性電池,鋰離子電池是可充電循環電池!鋰離子電池是鋰電池的改 進型產品。鋰電池很早以前就有了,但鋰是一種高度活躍的金屬,它使用時不太 安全,經常會在充電時呈現燃燒、爆裂的狀況(其實鋰離子電池也會呈現這樣的狀況,不過較少),後來就有了改 進型的鋰離子電池,加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比方鈷、錳等等)從而使鋰電真正達到了安全、高效、便利,而老的鋰電池也隨之基本上篩選了。
  • 鋰離子電池和鋰聚合物電池的區別
    鋰離子電池簡介   鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),主要依靠鋰離子在正負極之間的移動來工作。   鋰聚合物電池和鋰離子電池區別   聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的,正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料,負極為石墨
  • 氧化石墨烯助力更高效的鋰金屬電池
    除了其優異的性能外,鋰含量非常豐富,能以低成本獲得,這很明顯也是為什麼我們的設備(包括可攜式電子設備,電動車輛和無人駕駛飛機)的比例如此高由鋰電池供電。由於鋰電池無汙染,被稱為綠色電池,體積小重量輕,充放快能量密度高,在新能源出行獲得廣泛應用,在電動汽車電瓶車電動自行車使用,清潔無汙染,輕便快捷。鋰電池的兩大領先品種是鋰離子電池和鋰金屬電池。
  • 如何選擇可攜式充電電池?鋰離子電池還是鋰聚合物電池?
    選擇鋰化學的設計師可以選擇傳統的圓柱形/稜柱形鋰離子電池或鋰聚合物袋。 決定中有很多因素,從熱穩定到終生。   可充電鋰電池有多種配置,物理尺寸和容量等級。
  • 技術講座 鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池安全性比較
    從目前使用的鋰離子電池主流技術來看,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料幾種類型,它們的不同材料和結構特點會對電池製備技術與使用造成影響
  • 廢鋰電池無害化處理_廢鋰電池鋰離子電池的回收工藝機器
    廢鋰電池具有較高的回收價值。比如常見的鈷酸鋰電池中含有鈷、銅、鋁、鐵等金屬,其中,鈷大約佔15%左右。總而言之,我國大量生產鋰電池,並且對鋰電池的消耗量也比較大,儘管人們對鋰電池的回收較為關注,但是對於鋰電池進行回收利用以及資源再生方面並沒有給予足夠的重視。如今,對於鋰電池的處理方式通常是與其他普通垃圾以期處理。
  • 鋰,這個從宇宙大爆炸就存在的物質你了解麼?科普鋰和鋰離子電池
    關注「黑洞科技觀察」傳遞科技背後的思考大家好,今天我們這篇文章的主人公是鋰和鋰電池,確切的說是鋰離子電池。我的很多篇文章都是關於動力鋰電池,從特斯拉4680到比亞迪刀片電池,從圓柱電芯到方塊電芯再到軟包電芯。但是始終沒有把鋰離子電池當做主角。
  • 鋰離子電池原理
    鋰電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池,人們常常被這些帶「鋰」電池搞的不辨東西,對鋰離子電池原理進行必要的說明成為解開這個困惑的鑰匙
  • 中能鋰業:專注鋰金屬 備戰下一代電池負極材料
    中能鋰業成立於2006年,是一家致力於鋰電池電極材料、鋰電池研發和製造的高新技術企業,其主營業務包括生產、銷售鋰電池電極材料、金屬鋰合金材料等。在十餘年砥礪前行的路上,中能鋰業始終堅持以「追求尖端技術,創造卓越品質」為己任,不斷在新型能源材料、高能電池等領域探索實踐,積累了大量生產經驗和創新技術。
  • 鋰一次電池是什麼_鋰一次電池結構
    以金屬鋰為負極,固體鹽類或溶於有機溶劑的鹽類為電解質,金屬氧化物或其他固體、液體氧化劑為正極活性物。   通用的圓形鋰二氧化錳(Li/MnO2)電池和鋰氟化碳〔Li/(CFx)n〕電池分別用字母CR和BR表示,其後的數字表示電池的型號。鋰一次電池是這一類以使用金屬鋰為負極材料的化學電源系列的總稱。
  • 定量分析鋰金屬電池容量衰降機理
    金屬鋰的理論比容量達到3860mAh/g,電位僅為-3.04V(vs 標準氫電極),並且具有優異的導電性,是一種理想的負極材料。通過將傳統的石墨負極替換為金屬鋰負極,可以將現有鋰離子電池的能量密度提升到400Wh/kg以上,因此金屬鋰是下一代高比能鋰離子電池幾乎唯一的負極選擇。
  • 鋰聚合物電池
    鋰元素(Li)是一種非常活潑的金屬元素,會與很多物質發生化學反應
  • 技術講座 鋰離子電池-鈷酸鋰電池優缺點
    鈷酸鋰電池是以鈷酸鋰(化學分子式LiCoO2)化合物作為正極材料活性物質的鋰離子電池,在所有的充電鋰電池中,鈷酸鋰是最早應用的正極材料
  • QuantumScape固態鋰金屬電池
    ▍QuantumScape固態鋰金屬電池 QuantumScape是一家上市公司,更是一家研究機構。它的研究成果「固態鋰金屬電池」或能突破現有電動汽車鋰電子離子電池的局限,實現更高的能量密度,15分鐘80%快充,並且更安全。
  • 新能源汽車電池展望:固態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池?
    新能源汽車的發展對電池的要求越來越高,我國《節能與 新能源汽車技術路線圖》提出2030 年電池比能量達到 500 Wh/kg,目前的鋰離子電池都滿足不了此要求。加快新型動力 電池的開發勢在必行,當前主要進行研發的新一代動力電池 包括固態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等。