電極活性物質(zhì)的類型決定了鋰電池電極的理論容量和電極的平衡電位,從而決定了蓄電池的容量和電動(dòng)勢(shì)。電極活性物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量越小,它的電化當(dāng)量也越小,其理論比容量就越大。
通常選擇活性物質(zhì)時(shí)理論比容量越大越好。物質(zhì)的理論比容量不但與物質(zhì)的原子量有關(guān),而且與物質(zhì)反應(yīng)時(shí)的得失電子數(shù)有關(guān)。例如,元素周期表第三周期元素Na,Mg,A1三種元素,它們的原子量分別為22.99,24.32,26.98,參加電極反應(yīng)時(shí)得失電子數(shù)分別為l,2,3,因而化學(xué)當(dāng)量分別為22.99/1—22.99;24.32/2—12.16;26.98/3=8.99。電化當(dāng)量分別為22.99/26.8—0.857g·(Ah)一;12.16/26.8—0.4549·(Ah)一;8.99/26.8—0.355g·(Ah)一。顯然,Al的電化當(dāng)量最小,理論比容量最高。附表3列出了部分活性物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量和電化學(xué)電化當(dāng)量。
不同的物質(zhì)其理論比容量相差很大。因此,在設(shè)計(jì)電池時(shí),宜選擇電池理論比容量大的電極活性物質(zhì)。
蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是電池體系理論上能給出最大能量的量度之所以在設(shè)計(jì)電池時(shí),還應(yīng)注意選擇正極物質(zhì)的平衡電位越正,選擇負(fù)極物質(zhì)的平衡電位越負(fù),則電池的電動(dòng)勢(shì)越高。
電極活性物質(zhì)除了要有較高的理論比容量,正極活性物質(zhì)有較正的平衡電位,負(fù)極活性物質(zhì)有較負(fù)的平衡電位外,還要有合適的晶態(tài)、密度、粒度、表面狀態(tài)等,還要求有良好的穩(wěn)定性,與電池內(nèi)各組分不發(fā)生作用。
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