考虑到电池有一半重量是辅助材料,我刚才没算进去。于是还得打个折。就剩下1%了。
所以能量密度就成了这样:锂43.1MJ/Kg;锂离子电池0.36~0.875MJ/Kg
现在你们是否明白,我为啥说:电池背后的化学限制了电池的能量密度。
接下来我们的问题是:为什么电池的化学反应要那么复杂,直接降低了电池的能量密度。
这个问题展开说会比较复杂,估计大部分人没耐心看完。所以先给个简单答案:
为了有序。
好了,没耐心的人,你们可以走了。下面真的很长,能读完的都不是一般人。
开始长篇之前再放张图:
剩下的同学们,是不是觉得这图很熟悉?其实还是锂电池的示意图,只是这回阴极阳极的表面结构都显示出来了。大家有没有觉得它们都很整齐规矩啊?
整齐规矩换个说法,有序。
为什么正极负极的表面结构都需要有序?因为要保证在充电/放电时,氧化还原反应只在正极和负极的表面发生,这样才能有电流。
我们先看石墨(C6)所在的负极。负极的任务很简单,放电时保证锂原子(不是离子)都在负极表面失去电子,充电时再把它们抓回来就好了。由于充电时阳极电压低,带正电的锂离子会自发向负极移动,得到电子回归为锂原子。
似乎没有石墨什么事情啊??
如果是一次性电池,确实不需要石墨。但如果是可充放电池,阳极表面材料不是石墨也会是其它物质。这是为了防止出现析晶。出现析晶会导致锂晶体刺穿隔膜到达正极,于是电池短路报废了。