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欧洲杯锂电池充电时锂离子为什么会脱嵌?



  从热力学上分析,是由于含锂的材料表现出不同的化学势(外在的表现是不同的电势),不同化学势材料之间会发生反应。这些含锂的材料发生分解,分解产物是稳定的结构和相互之间的穿梭的锂离子。

  所以关键是发生脱嵌锂离子的主体材料具有连续且稳定的相结构,保证在锂离子脱嵌过程中不对主体结构造成破坏。一般常见的钴酸锂为主的层状材料,橄榄石类型,尖晶石类型的材料等,都能在锂离子脱嵌之后保持稳定结构。

  所以,根据这些思路,欧洲杯实际上自然界有很多种稳定容纳小离子和分子的结构,典型的就是层状结构,比如水滑石类的,石墨类的,层状的钙钛矿等,都能够实现层间离子或分子的脱嵌,从而表现出具有一定的储存功能。

  从动力学上说,主要是含锂材料的表面锂离子在电场下脱出,留下锂空位。材料内部的锂离子在电场下,通过晶格之间的跃迁实现材料内部锂离子的运输。所以在锂离子扩散速度上,呈现的是先加速后减速的速率变化。欧洲杯

  当选取与锂大小相当的镁掺杂时,镁离子占据锂离子的位置,阻碍了锂离子的运输,会导致材料中锂离子难以脱出。