锂电池的反应速度是由很多物理和化学的因素决定的
由于极化能降低锂电池的输出电压和提高电池的充电电压,因此探讨电极极化的原因和影响因素。对于化学电源极其重要。
锂电池的电极反应的速度与其它化学反应速度一样,是由各种不同的物理和化学的因素决定的。一个电极反应进行时,一般经过液相传质、“前置”化学转化、电化学步骤、“后置”化学转化和反向液相传质5个步骤。
①液相传质过程是指反应物粒子从溶液本体向电极表面的传递过程。在电极材料是固态金属的情况下,溶液本体中反应物粒子的传质包括对流、扩散和电迁移三种方式,而对于电极表面附近(双电层或扩散层)的传质主要是扩散过程。
②“前置”转化是指反应物粒子在电极表而上或表面附近的液层中进行的电化学反应前的转化步骤,如反应物粒子在电极表而上的吸附或发生化学变化等。
③电化学步骤或电子转移步骤就是反应物在电极表而上得失电子和生产物的过程。
④“后置”转化步骤是折电化学反应产物在电极表面上或表而附近的溶液中进行的反应后的转化过程,如从电极表而上脱附、产物复合、分解、歧化或其它化学变化等。
⑤反向传质过程是折反应产物自电极表面向溶液中传递的过程。
即使是最简单的锂电池的电极反应,也至少经过液相传质、电化学步骤和反向液相传质三个过程。其中,电子转移步骤往往是最复杂和最重要的步骤。