锂电池氧化反应

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锂离子电池氧化还原反应

由于负极可利用硬碳，与锂离子充电电池研究相同，探索可实现高容量化正极材料的开发也日益活跃。最近备受关注的是，可实现高容量化、且不同于锂离子充电电池的正极材料。其中之一就是可利用铁的3价和4价氧化还元反应。锂离子充电电池不会发生铁氧化还原反应，只能利用镍、锰和钴等过渡元素的氧化还原反应。

锂离子电池在化学反应过程正负极都和锂离子反应，具体就是锂离子从正极材料里面脱出进入电解液，电解液里的锂离子又与负极的石墨反应进入石墨的层状结构，当然充满电的时候负极的石墨因为锂离子的进入会有体积的膨胀。

综上所述锂离子电池的反应可以看作是正极的锂离子脱出进入石墨也就是负极材料的过程，而放电的时候是锂离子从石墨负极脱出回到正极的过程，所以充放电就是锂离子在正负极之间转移，故锂离子又称作摇椅式电池，比喻锂离子在正负极里面摇摆来回。

这就要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极。做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物。理论上一些可以与锂组成合金系统的金属或类金属都可作为锂离子电池负极材料，这些负极材料统称为合金负极材料，合金类材料Si，Sn，Ge等发与锂发生的合金过程的确算氧化还原反应。