阴极是电流从极化电子器件流出的端子,其中电流的方向与电子流动的方向相反。以这种方式,电子在阴极端子周围流动,而电流则远离阴极端子流动。
请记住,阴极的极性并不总是负极性,并且取决于所使用的设备的类型,甚至可以根据设备的工作模式而有所不同。例如:消耗能量的小工具的阴极带负电,而发电的小工具的阴极带正电。遵循相同的概念,放电电池保持阴极,即正极,是发生电化学还原的端子。电化学还原是一种导致分子之间电子转移的化学反应。由于这种减少导致电流流动,电解液中的阳离子(带正电的离子)和电路中的电子向阴极移动。
让我们通过锂离子电池来讨论这个概念。锂离子电池采用双嵌入系统,即阳极和阴极都具有允许锂阳离子脱嵌和可逆插入的结构。在基本层面上,有多种材料可以进行可逆嵌入,可以作为电池阴极的完美材料。目前锂离子电池中使用的阴极材料的一些例子包括:LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NMC)、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA)、LiFePO4 (LFP) 和 LiMn2O4 和变体(LMO),每个变体都有自己的一套优点。正极材料的选择显着影响锂离子电池的成本和性能。
材料选择的三个标准包括:
a) 简单且易于处理
b) 材料在室温下必须在空气中稳定。
c) 材料必须通过环境和毒性问题。
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