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锂电池厂家相转化反应

发布日期:2020-08-04 21:09:15来源:锂电池厂家

  锂电池厂家相转化反应

  新的反应概念可以充分利用纳米结构材料中反应途径变化的优点,为电池提供了高容量和良好的循环性能,其中一种这样的反应途径被称为“相转化反应",通过使用二元过渡金属化合物M,X.(M-Fe,Mn,Ni.Co,Cu,X-0,S,P,Se),相转化反应过程如式(31)

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

  其中n是阴离子的氧化态,相转变机理表明3d过渡金属纳米粒子M"是锂离子嵌人LigO基体中的最终产物,相转变反应给出了两个信息;

  ①非常典型的电压平台,其长度通常等于使金属化合物M,X.完全还原所需的电子量;

  ②充电/放电过程中大的电压差会导致较差的能量效率[33],值得注意的是,很久以前提出的原电池体系中的相转变反应目前仍然在使用(见第2章),如Li/CuO和Li/CF,体系[9],在先进的可充电锂电池中,已经有大量具有不同程度可逆性的相转变材料见诸报道,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],相转变反应的可逆性主要取决于以下几点;二元化合物M-X的形貌,金属M"在第一次放电时完全还原转变为纳米颗粒(直径为5~12nm)的分解过程以及锂二元化合物Li,X的形成过程。

  一般来说,金属颗粒M"的纳米特性在经过少量氧化还原循环后能够保持不变,与锂进行相转变反应的正极材料的单个过渡金属阳离子通常可以容纳不止一个Li原子,作为锂离子电池大容量电极使用具有很大的应用前景,最近一些更为复杂的体系的电化学特性表现出新的观点,如Nin.TiOPO,/C复合材料作为电池负极的体系表现出的是嵌入反应和相转变反应的复合[41.

  最后,需要注意的是相转化反应意味着在形成二元锂基化合物Li,X如Li0,LiF或Lis的过程中发生了电化学反应,这方面内容在第10章中将会进行更细致的讨论.

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