18650电池是一种锂离子电池,通常由几个主要部分构成:
正极:由氧化物(如钴酸锂、镍酸锂等)制成,是电池的正极极板。
负极:通常由碳或石墨材料制成,是电池的负极极板。
电解质:液体电解质通常是一个含有一定比例的溶液,能够传递离子并提供电池中的化学反应所需的离子流。
隔膜:位于正负极之间的隔膜,通常由一种聚合物材料制成,帮助维持电解质的稳定状态。
正极是电池的关键部分,它的化学反应是通电时释放正电荷离子。在18650电池中,常用的正极材料是钴酸锂(LiCoO2)。
正极中的钴离子会流向负极,留下电子。依据反应方程式,钴酸锂在电解质中被还原为锂离子和氧气。
2LiCoO₂(s) + 2e⁻ → Li₂O(s) + Co(s) + O₂(g)
负极由碳或石墨材料制成。它的化学反应是通电时吸收负电荷离子。在18650电池中,常用的负极材料是石墨。
电池充电时,锂离子从正极移到负极,被石墨吸收。依据反应方程式,石墨在这个过程中形成锂离子插入石墨的化学键。
C₆(s) + Li⁺(aq) + e⁻ → LiC₆(s)
电解质是18650电池中的液体介质,它能够传递离子,将电池的化学能转化为电能,并维持电池的稳定状态。
现代18650电池使用的电解质通常都是有机液体溶液,通常由相同电荷的阴阳离子和其他小分子组成。
在充电时,电解质中的正极离子(如Co³⁺)会被移动到负极,而负极离子(如Li⁺)则向正极移动。这些离子的运动会导致在电池两极之间产生电势差和电流。