电池是若何放电？锂离子电池又具有什么优势？带你理解电池事理

伏特电堆的创造

在1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水中，创造连接两块金属的导线中有电流利过，于是，他把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片叠起来，用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。
伏特用这种方法成功的制成了天下上第一个电池——“伏特电堆”。

伏特与他的“伏特电堆”

伏特电堆

于是，电池就被这样给发明了，经由几百年的发展，电池从以前的“伏特电堆”到现在的干电池、二次电池。
电池的效率越来越高，能量也越来越高，因此充满电能利用的韶光也越来越长。
那么这些电池的电是怎么来的？我们来讲解它的详细事情事理。

在理解电池之前，我们先来理解一下金属。

金属在我们生活中非常常见，比如铁、铜、铝等等，金属有一个性子，就是非常随意马虎被氧化，因此，它的化学性子非常活泼。
我们以锂金属为例。
锂原子质子数为3，因此，锂原子中也就含有3个电子。

锂原子构造

电子在核外的排布是有一定规律的，第一层只能排两个，因此第二层只有一个。
由于最外层的电子只有一个，因此这个电子很随意马虎不稳定，随意马虎失落去。
我们知道电流的产生便是电流的定向流动，失落去的这个电子如果通过导线流到其余一个电极，那不就能能够产生电流，锂离子电池正是利用这个事理。

我们把电池称为化学电源，它是一个能量转换的装置，放电时，电池是将化学能转变为电能；充电时则是将电能转变成化学能储存起来。
当电池的正、负极用电子导体连接上并加上负载时，电流就会在负载上通过。
只要正负极参加反应的物质不断进行反应，则电池不断有电流输出，直到反应物质反应完毕为止。

原电池模型

我们以上面这个最大略的电池模型进行剖析，电池的活性物质是铜和锌，在空间上是分别隔的，当电路是断开的时候，锌电极和铜电极分别与硫酸锌溶液、硫酸铜溶液相打仗。
当锌电极与电解质ZnSO4打仗时，金属锌会自发的失落去两个电子，于是变成锌离子进入溶液中，锌电极上的Zn2+离子进入溶液后，将电子留在金属上，使锌带负电荷。
带负电后，它将吸引溶液中的正电荷，在锌棒和溶液之间产生电位差，这个电位差阻挡Zn2+连续转入溶液，同时匆匆使Zn2+返回锌极，于是形成这样一个动态平衡。
但总体上，锌电极是带负电的。

负极反应

同样的在铜电极，铜离子很随意马虎得到电子，得到的电子正是从铜电极中得到，因此铜这个电极会带上正电，并且也存在动态平衡。

正极反应

锌电极带负电，铜电极带正电，因此在它们之间就会形成电势差，也就形成了电压，于是锌电极这边的电子就会流向铜电极，于是就产生了电流，有电子的流动后，两边的平衡状态就会受到毁坏，于是锌会不断失落去电子而电离，铜离子会不断得到电子。
于是就有源源不断的电流。
一个电池就形成了。

当电池进行充电时，则全体过程相反。
锂电池的事理和这个近似，只是失落去电子的是锂金属，那么，当代社会我们为什么又用到锂电池，却不同铝电池或者铁电池呢？这些金属不是更加随意马虎得到吗，本钱也就更加低。
实在，紧张是锂电池相对付其它金属制成的电池具有很多独特的上风。

锂离子电池的上风

1.比能量高，锂离子电池的能量与质量之比可达到120~200Wh/kg，在目前的蓄电池中是最高的。
由于金属锂是质量非常轻，同样的质量下，所带的电荷最多。

2.放电电压高，放电电压一样平常在3.2V~4.2V以上。

3.自放电低，在正常存放情形下，锂离子电池的月自放电率仅为5%旁边。

4.循环寿命长，无影象效应，普通锂二次电池在100%的放电深度下，充放电可达500次以上。
如磷酸铁锂电池和钛酸锂电池为负极的电池循环寿命分别超过2000次和5000次。

5.充电效率高，电池循环充放电过程中能量转换效率可达90%以上。

大家或许以为锂离子电池彷佛近些年来一贯没什么发展，实在现在制约锂离子电池高性能的成分紧张是储锂材料和电解质材料的开拓与运用。
现在研究特殊多的石墨烯电池便是利用石墨的层状构造，将锂离子嵌入石墨层中，可以大大增多电池的容量，并且由于石墨烯的超强导电性，提高了电池的充放电效率。
关于石墨烯，可以看我的这篇干系文章科学界的明星——石墨烯，它到底是个啥？又有什么用？

以上便是电池的放电事理，你看懂了吗？