一般期望正极材料是导电的
核心提示:高性能(高比能量和高能量密度)电池对电极活性物质的主要要求是高的电化学当量
(一定物质质量具有高的容量输出)和高的电极电位。根据表14.2列出用于电池负极的金属
的。
高性能(高比能量和高能量密度)电池对电极活性物质的主要要求是高的电化学当量
(一定物质质量具有高的容量输出)和高的电极电位。根据表14.2列出用于电池负极的金属
的。陛能。显然锂是突出的负极候选材料,它的标准电位和电化学当量是诸金属中最高的。由
于高的电极电位,从而使其理论质量比能量优于其他体系,而仅仅在体积比能量(W.h/
L)上低于铝和镁。可是,由于铝的电化学性能很差,除了在贮备电池中的应用外,至今尚
未能成功地用于实用电池的负极活性物质;而镁的实际工作电压是很低的。另外,与其他碱
金属相比,由于锂具有优异的力学性能和较低的反应活性而受到了优先选用。由于钙的熔点
较高(钙为838℃,锂为180.5℃),对用钙代替锂作为负极也曾进行过研究。但截至目前,
用钙作为负极的电池产品还没有面世。
铿是碱金属中的一种,并且是所有金属元素中最轻的,其相对密度约为水的一半。锂在刚制
备出来或刚被切开时,具有白银的光泽和颜色,但在湿空气中很快失去光泽。它柔软而且具有良
好的延展性,易于挤压成薄带,并且是电的良导体。表14.3列出了锂的一些物理性质.
锂与水反应剧烈,释放出氢气,生成氢氧化锂:
该反应不如钠与水的反应那样剧烈,可能是由于LiOH溶解度较低和在某些情况下附着
在金属表面的缘故。然而该反应产生的热可以点燃反应生成的氢气,并接着使金属锂也燃烧
起来。同时由于这一反应性,必须在于燥气氛中进行锂的操作,并且在电池中采用非水电解
质。
已经发现许多可用于锂原屯池正极的无机和有机材料i,.-,对能够与锂配对构成高性能
电池的正极材料有一系列重要要求,其中包括电池电压高、比能量高以及与电解质有相容性
(即在电解质中基本上不起反应或不溶解)。一般期望正极材料是导电的,然而这种正极材料
几乎不存在,因此通常要将固体正极活性物质与导电材料譬如碳混合使用,然后涂覆到导电
骨架上以提供所需要的导电性。如果正极反应产物是一种金属和一种可溶的盐(金属阳离子
盐),这~特性可以改善放电时的正极导电性。此外,还希望正极活性物质价格低廉、易获
得(非稀有材料)以及具有适宜的性质,如无毒性和不易燃等。
(一定物质质量具有高的容量输出)和高的电极电位。根据表14.2列出用于电池负极的金属
的。陛能。显然锂是突出的负极候选材料,它的标准电位和电化学当量是诸金属中最高的。由
于高的电极电位,从而使其理论质量比能量优于其他体系,而仅仅在体积比能量(W.h/
L)上低于铝和镁。可是,由于铝的电化学性能很差,除了在贮备电池中的应用外,至今尚
未能成功地用于实用电池的负极活性物质;而镁的实际工作电压是很低的。另外,与其他碱
金属相比,由于锂具有优异的力学性能和较低的反应活性而受到了优先选用。由于钙的熔点
较高(钙为838℃,锂为180.5℃),对用钙代替锂作为负极也曾进行过研究。但截至目前,
用钙作为负极的电池产品还没有面世。
铿是碱金属中的一种,并且是所有金属元素中最轻的,其相对密度约为水的一半。锂在刚制
备出来或刚被切开时,具有白银的光泽和颜色,但在湿空气中很快失去光泽。它柔软而且具有良
好的延展性,易于挤压成薄带,并且是电的良导体。表14.3列出了锂的一些物理性质.
锂与水反应剧烈,释放出氢气,生成氢氧化锂:
该反应不如钠与水的反应那样剧烈,可能是由于LiOH溶解度较低和在某些情况下附着
在金属表面的缘故。然而该反应产生的热可以点燃反应生成的氢气,并接着使金属锂也燃烧
起来。同时由于这一反应性,必须在于燥气氛中进行锂的操作,并且在电池中采用非水电解
质。
已经发现许多可用于锂原屯池正极的无机和有机材料i,.-,对能够与锂配对构成高性能
电池的正极材料有一系列重要要求,其中包括电池电压高、比能量高以及与电解质有相容性
(即在电解质中基本上不起反应或不溶解)。一般期望正极材料是导电的,然而这种正极材料
几乎不存在,因此通常要将固体正极活性物质与导电材料譬如碳混合使用,然后涂覆到导电
骨架上以提供所需要的导电性。如果正极反应产物是一种金属和一种可溶的盐(金属阳离子
盐),这~特性可以改善放电时的正极导电性。此外,还希望正极活性物质价格低廉、易获
得(非稀有材料)以及具有适宜的性质,如无毒性和不易燃等。
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