锂电平均电压的本质是什么？

锂离子电池的平均电压的性质是什么?如何提高?

1.利用形貌学和光电子能谱学的方法，得到推测离子的费米能级和电子功函数及其在电池运行中的精确值的变化。

2.通过计算几种不同晶体结构的薄膜正极数据与锂金属材料的电离电位差，得到了电离电势与均匀电池电压之间的关系。

3.通过具体的试验和比较，作者发现几乎所有正极数据的均匀电池电压值都接近于数据的电离电位差，但正极数据的缺陷会导致相关误差较大。

锂中均匀电压的本质是什么?如何?

(研究背景)

一般来说，电极的比容越高，均匀电池的电压可能就越高，这无疑有利于电池能量密度的提高。同时，均匀的电池电压是由锂离子交流反应的焓决定的，包括锂离子在活性电极数据上的插层和剥离。关于普通的阳性数据，电极反应乍一看似乎是氧化还原反应，但这一观点没有考虑到猜测的电子和离子之间的相互用途。由于这些相互用途，反应性过渡金属离子的电子状态取决于插入的程度。

锂中均匀电压的本质是什么?如何?

本文中，德国达姆施塔特理工大学的WolframJaegermann教授，由于对传统的电池均匀电压分析方法缺乏了解，提出了一种分析电池均匀电极电位的新方法。如图所示，为电极的费米能级和电子结构态密度(DOS)示意图。可以看出，在正常情况下，正极数据的费米能级位于tm-3d导出带，并且随着电荷状态的变化而移动，其位移与电子化学势的相应位移有关。然而，仅仅从这个图中得到的信息是不完整的，因为它没有考虑到金属锂和其他负极之间锂离子的化学势的差异。

为了更准确地反映了锂离子电池电极电压,可以通过吉布斯自由能的变化ΔG后表明,也许正极和负极锂化学势差别(μμCLi,ALi)来表示:

锂中均匀电压的本质是什么?如何?

在上式中，z表示电极之间的电荷转移(这里是1)，F表示法拉第常数。

的形式,可分为锂的化学势电子化学势ΔΔμμe和离子化学势李+两部分,进一步描述了积极和消极的吉布斯自由能的变化,及其与电子和离子交换。一般认为电子起主导用途。例如，在橄榄石假设中，用更高的电离电位取代过渡金属离子可以获得更高的均匀电压，这一结论得到了许多报告的支持(j.Electrochem)。Soc。、144、1188(1997);期刊。化学。B,108,16093(2004).)。为了深入了解电极中电子和离子交换的基本过程及其对电池性能的影响，Ceder等人开发了第一个第一性原理计算(Phys)。Rev.B,56(3)，1354(1997).)。但是到目前为止，还没有实验能够描述电子-离子相互用途对电池电压的影响。

电子的电化学势可以通过固体的费米能级和电子的功函数的差来确定。因此,在这篇文章中,作者看起来如科学,光电子能谱是用来获取信息和猜测的费米能级离子电子功函数和精确值改变电池的运行,电离势的计算几个晶体结构差异的积极数据与锂金属薄膜,发现之间的关系统一的电离势和电池电压。