리튬 배터리 화학 반응의 원리

리튬 배터리 화학 반응의 원리

리튬 배터리는 일반적으로 두 가지 범주로 나뉩니다.

리튬 이온 배터리: 리튬 이온 배터리는 일반적으로 리튬 합금 금속 산화물을 양극 물질로, 흑연을 음극 물질로, 비수 전해질을 사용하는 배터리입니다.

리튬 금속 배터리: 리튬 금속 배터리는 일반적으로 이산화망간을 양극 재료로 사용하고 금속 리튬 또는 그 합금 금속을 음극 재료로 사용하며 비수 전해액을 사용하는 배터리입니다.

리튬 금속 배터리

리튬 금속 전지는 리튬 금속 또는 리튬 합금을 음극 재료로 사용하고 비수 전해액을 사용하는 전지의 일종입니다. 최초의 리튬 배터리는 다음 반응을 사용했습니다. Li+MnO2=LiMnO2, 반응은 산화-환원 반응, 방전입니다.

리튬 이온 배터리

양극

양극재: 사용 가능한 양극재가 많으며 현재 주류 제품의 대부분은 인산철리튬을 사용합니다. 다른 양극 재료의 비교:

LiCoO2 3.7V 140mAh/g

Li2Mn2O4 4.0V 100mAh/g

LiFePO4 3.3V 100mAh/g

Li2FePO4F 3.6V 115mAh/g

리튬 철 인산염

양극 반응: 방전 중에는 리튬 이온이 삽입되고 충전 중에는 리튬 이온이 디인터칼레이션됩니다. 충전 시: LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- 방전 시: Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

음극재: 흑연을 주로 사용합니다. 새로운 연구에 따르면 티타네이트가 더 나은 물질일 수 있습니다. 부정적인 반응: 방전 중에는 리튬 이온이 디인터칼레이션되고 충전 중에는 리튬 이온이 삽입됩니다. 충전 시: xLi+ + xe- + 6C → LixC6 방전 시: LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

리튬 코발트 산화물

양극에서의 반응은 다음과 같습니다.

LiCoO2=전하=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-

Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=방전=LiCoO2

음극에 대한 반응은 다음과 같습니다.

6C{{1}}XLi+ + Xe-=충전=LixC6

LixC6=방전=6C{{2}}XLi+ + Xe-