锂锰电池的工作原理

如题所述

锂-二氧化锰电池以经过特殊工艺处理的二氧化锰为正极活性物质,以高电位、高比能量的金属锂为负极活性物质,电解液采用导电性能良好的有机电解质溶液,电池结构有全密封和半密封两种组成形式。当然,全密封的安全性和保存期都要比半密封的好一些。
锂-二氧化锰电池负极是金属锂,正极活性物质是二氧化锰。电解质是无机盐高氯酸锂(LiClO4),溶于碳酸丙烯酯(PC)和1、2-二甲氧基乙烷(DME)的混合有机溶剂中,其化学表达式为:
(-) Li / LiClO4—PC+DME / MnO2 (+)电池负极反应:Li → Li+ + e 正极反应:MnO2 + Li+ + e→MnO2(Li+)总反应:Li + MnO2 → MnO2 (Li+)
锂-二氧化锰电池的反应机理不同于一般电池,在非水有机溶剂中,负极锂溶解下的锂离子通过电解质迁移进入到MnO2的晶格中,生成MnO2(Li+)。Mn由+4价还原为+3价,其晶体结构不发生变化。
锂,原子序数3,位于元素周期表第一主组的第一位,在已知的金属中原子量最轻(6.94),电极电位最负(-3.045V),元素名来源于希腊文,原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。由于其电位最负,与适当的正极材料匹配构成的电池具有优越的电性能。锂-二氧化锰电池是锂系列一次电池中价格最低、安全性最好的电池品种。开路电压在3.3V左右,负载电压在2.8V,标称电压为3.0V,截止电压是2.0V,放电电压比较平稳,适合大功率放电。

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第1个回答  2022-11-22
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锂锰电池一般指锂二氧化锰电池,是指以锂为负极,二氧化锰为正极的一类电池。二氧化锰电池低倍率和中倍率放电性能好,价格便宜,安全性能好,与常规电池有竞争力,所以是首先商品化的一种锂电池。
一、锂锰电池特点
1、价格比较低廉:正极活性物质二氧化锰采用电解二氧化锰,是锂电池正极活性物质中比较廉价的一种,可以大量推广应用;
2、电池电性能优良:其比能量是干电池的5~10倍(约230wh/kg或500wh/l),负荷电压为2.8v,放电电压比较平稳。可以在-40~+50℃范围内工作;
3、电池贮存寿命长:在常温条件下电池贮存寿命超过10年,年容降约1%;
4、电池安全可靠:电池在贮存和放电过程中无气体析出,安全性好;
5、电池品种繁多:电池包括扣式电池、柱式电池、矩形电池三大类,每类都还有尺寸和结构各异的电池,容量从几十毫安时到上百安时不等。所以可以满足多种应用的要求。
二、锂锰电池用途
锂二氧化锰电池应用范围较宽,适用于电压滞后要求高、能在瞬间以较大电流放电的设备。在商业(含家用)领域中主要用做自动照相机、电子计算器、收音机、电筒、电动玩具、手表等的电源。在工业领域中,主要用做海上救生器材、水/电气用付费率智能表、定位发射器的电源及仪器的记忆设备电源。在军事设备领域中主要用做通信电台、保密机、夜视仪、小型干扰机、地雷、水雷等的电源。
三、锂锰电池原理
锂二氧化锰电池是一种典型的有机电解质锂电池,该电池是由日本三洋电机公司于1975年发明并研制成功的,随即被推向市场,该电池的内部电极结构可以设计并制作成碳包式、卷绕式、叠层式,电池外形可以设计并制作成硬币形、圆柱形和方形,以满足不同尺寸和电流用电器的使用要求。与其他锂电池相比,其材料和制造成本相对要低,且安全性很好。所以,它也是当今世界应用最广泛的商品锂电池。
第2个回答  2021-01-23

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