锂离子电池中,Al做负极集流体时会嵌锂,电位大概0.3V,铜做正极集流体的氧化电位是3.5V左右

作者&投稿:禄谈 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
锂离子电池为什么正极用al,负极用铜~

锂作负极会出现晶枝生长现象导致短路


原因有以下三点:
一是铜铝箔导电性好,质地软,价格便宜。我们都知道,锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,那么在这个过程中,我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。而在普通材料中,金属材料是导电性最好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。同时,在锂电池中,我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。最后就是考虑电池制备成本,相对来说,铜铝箔价格相对便宜,世界上铜和铝元素资源丰富。
二是铜铝箔在空气中也相对比较稳定。铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应,在铝表面层生成一层致密的氧化膜,阻止铝的进一步反应,而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。铜在空气中本身比较稳定,在干燥的空气中基本不反应。
三是锂电池正负极电位决定正极用铝箔,负极用铜箔,而非反过来。正极电位高,铜箔在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。
对于锂离子电池来说,通常使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔,为了保证集流体在电池内部稳定性,二者纯度都要求在98%以上。随着锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池,我们都希望电池的能量密度尽量高,电池的重量越来越轻,而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量,从直观上来减少电池的体积和重量。
锂电用铜铝箔厚度要求
随着近些年锂电迅猛发展,锂电池用集流体发展也很快。正极铝箔由前几年的16um降低到14um,再到12um,现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔,甚至用到8um。而负极用铜箔,由于本身铜箔柔韧性较好,其厚度由之前12um降低到10um,再到8um,到目前有很大部分电池厂家量产用6um,以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高,材料的密度基本在同一水平,随着开发厚度的降低,其面密度也相应降低,电池的重量自然也是越来越小,符合我们对于锂电池的需求。
锂电用铜铝箔表面粗糙度要求
对于集流体,除了其厚度重量对锂电池有影响外,集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。尤其是负极集流体,由于制备技术的缺陷,市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称,进而使两面负极容量不能均匀释放;同时,两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致,是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡,进而加快电池容量的衰减。

测试出来的,一般会用到的仪器是EIS,同时会有一个测出数据的图

不是算出来的,是测出来的


锂离子电池中,Al做负极集流体时会嵌锂,电位大概0.3V,铜做正极集流体的...
测试出来的,一般会用到的仪器是EIS,同时会有一个测出数据的图

原电池中金属活动性强,电极一定是金属吗
不一定。原电池中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或非金属)作正极。但也有例外,如下图中:Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极 原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。原电池构...

zn和al在浓硝酸中为什么al作正极
常温条件下,铁和铝在浓硫酸、浓硝酸中都会钝化,在表面形成质密氧化膜,阻止进一步反应,因此铝只能充当导线的作用,即做原电池的正极。在中学化学中判断原电池的正负极一般有如下几种方法:一、由组成原电池的两极材料判断 一般来说,较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体...

原电池中活泼金属做正极还是负极
原电池中活泼金属一般作负极。但不是绝对的,严格说:失去电子的一极充当负极,得到电子的一极作正极。另,正负极判断 通常情况下,在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,此为原电池的负极;若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变,该电极发...

...电化学部分的题?怎么判断电极的PH变化?还有常考的都有什么离子...
电化学,首先要先分清是原电池还是电解池。若是简单原电池,则活泼金属做负极,发生氧化反应。但并不是一定的,要发生自发氧化还原反应还原剂做负极。如Mg—Al(NaOH溶液)则Al做负极。若是原电池中的燃料电池,则空气(O2)在正极通入,发生还原反应,而燃料在负极通入,发生氧化反应,还要注意电解质...

原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关.下列说...
A.该装置中,铁易失电子作负极、Cu作正极,负极上铁失电子、正极上铁离子得电子,负极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,故A错误;B.该原电池中,Al易失电子作负极、Cu作正极,负极上铝失电子、正极上氢离子得电子,负极反应式为:Al-3e-=Al3+,故B错误;C.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作...

原电池方程式
总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。3、锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式:4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S。试写出正、负极反应式:负极:4Li-4e-=4Li+;正极:2SOCl2+4e-=SO2↑+S+4Cl-。4、铁—镍电池(负极—Fe,...

Mg Al 做原电池,稀盐酸做电解质溶液,为什么Al 不和稀盐酸反应?
Mg为负极,Mg - 2e- = Mg2+ Al为正极,2 H+ + 2e- = H2 总反应:Mg + 2 HCl = MgCl2+H2 反应现象:铝棒上产生气体,镁条溶解,镁条上没有气体产生。电极上的金属能与电解液反应。一旦用导线连接,相对不活泼的(这里的Al)就不会和盐酸反应了。直到负极上的Mg消耗完,Al才会溶解。

镁,铝作原电池两极,电解质分别为 氢氧化钠,硫酸 溶液时,两极反应方程分 ...
电解质为NaOH溶液 正极:6H2O + 6e- = 3H2↑ + 6OH- 负极:2Al - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O 电解质为硫酸溶液 正极:2H+ + 2e- = H2↑ 负极:Mg - 2e- = Mg2+

锂离子电池正极材料主要有哪些
主要包括:锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和聚阴离子正极材料系列。1. 锂钴氧化物 锂钴氧化物是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。LiCoO2属于α-NaFeO2型结构,它具有二维层状结构,适合锂离子的脱嵌,其理论...

涵江区15052093986: 为什么钛酸锂电池用铝箔作负极集流体 -
攸思益母: 这个原因有很多. 首先,Al在负极地电位时会形成锂铝合金,也就是说Al在负极时会嵌锂.同样,Cu在正极,高电位会被氧化.所以选择这两种金属主要考虑到其在不同电位的稳定性. 当然,也有一些金属,比如Ti,既可以做正极集流体也可以作为负极集流体.但是Ti的成本是比较高的,也比较难以加工的很薄. 除了稳定性之外,还需要考虑到材料的电导率、是否能够加工的较薄、以及力学强度、成本等因素.最终选择了Cu和Al.

涵江区15052093986: 锂离子电池中,Al做负极集流体时会嵌锂,电位大概0.3V,铜做正极集流体的氧化电位是3.5V左右 -
攸思益母: 测试出来的,一般会用到的仪器是EIS,同时会有一个测出数据的图

涵江区15052093986: 锂离子电池负极为什么不能用铝?锂离子电池负极为什么不能用铝箔
攸思益母: 1、采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结),也相对常见比较廉价,同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜.2、铜表面氧化层...

涵江区15052093986: 在原电池中,铝作正极还是负极受到哪些因素影响?谢谢 -
攸思益母: 1.正极电位高,铝薄氧化层非常致密,可防止集流体氧化.而铜箔氧化层较疏松些,为防止其氧化,电位比较低较好, 2.Li难与Cu在低电位下形成嵌锂合金,但是若铜表面大量氧化,在稍高电位下Li会与氧化铜发生嵌锂发应. 3.AL箔用作负极,低电位下会发生LiAl合金化金属Cu和Al自身按立方密堆积,Al的原子半径大于Cu原子半径,以小电流放电时,Cu嵌锂—45mAh/g,Al-1200mAh/g,因此Al不适合做负极集流体;而Cu在电池充放电过程中,自身嵌锂容量下,结构和电化学性能稳定,因此适合做负极集流体;4.Cu、Al作为正极集流体时,嵌锂容量都很小;Cu在电压3.7V以上极化不稳定,而Al则保持稳定

涵江区15052093986: 对锂电位怎么测 -
攸思益母: 上放电仪 首先测试放电最低电流 也就是保护电压值 再测放电时间 最后根据电池的容量大小按照公式推算出电池正常与否

涵江区15052093986: 锂离子电池为什么正极用al,负极用铜 -
攸思益母: 锂作负极会出现晶枝生长现象导致短路

涵江区15052093986: 为什么锂电池芯的电池正极要用铝极耳 -
攸思益母: 和正极为什么要用铝箔道理是一样的,正极电位高,铝表面能形成致密的氧化膜,在高电位的情况下不容易被腐蚀,如果用在负极,在低电位的情况下,会发生嵌锂反应,生成铝锂合金,所以不能用在负极.这只是从电化学的角度出发,当然还有成本,可加工性能等等方面考虑.

涵江区15052093986: 锂硫电池 硫不跟铝集流体反应吗 -
攸思益母: 这个问题很有意思.我专门查了一些铝硫电池以及一个说Al能反应的文章.但是实际上我认为是不能的.首先,Al的腐蚀电位在3V以上,在常用的锂硫电池电解液中,Al离子是不能溶解的.S和Al3+生成Al2S3的电位在1V左右,也不在通常的测试电压范围内.从这个角度上来说,Al不能变成离子和S反应.而S倒是有可能沉积到Al表面,和Al进行固固反应.但是这个固固反应扩散应该是非常之满,基本上只能反应一薄层.不过最近有一篇AFM非说Al和S反应,不过里面给的证据并不充足.在实际电池中,也几乎观察不到Al表面有腐蚀的现象.另外,如果Al会和S反应,锂硫电池都做这么多年了,肯定早就有人发现了.

涵江区15052093986: iphone为什么不提升电池容量 -
攸思益母: 很多果粉都会遇到iphone5电量不够用,到底iphone手机电池容量多大才够用.在iphone5电池上都贴着一个关于电池容量的标签,一般会以毫安时或mAh来表示,这一容量关系到手机的电池的使用时间的长短,但这一容量仅表示电池最大容量的...

涵江区15052093986: 六氟磷酸锂做正极铝作负极的锂电池反应方程式 -
攸思益母: 负极:Al - 3e(-) =Al(3+) 正极:Li(+) + e(-) = Li

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