礦用電機車鋰電池充電過程會有哪些反應？

    礦用電機車鋰電池正常鋰離子電池充電過程中，電子由正極經外電路到達負極，鋰離子由正極活性物質顆粒內部脫出后經電解液到達負極，在負極鋰離子與外電路過來的電子結合嵌入到負極活性物質顆粒內部，該過程中，鋰離子先后與負極石墨主要形成三種化合物：Li C24、Li C12和 Li C6，相應地，負極電勢曲線在 0.20 V、0.10 V 及 0.07 V 左右會出現三個嵌鋰電勢平臺，對應著嵌鋰石墨不同的相變階段。放電過程中，石墨內部發(fā)生脫鋰反應，該反應等同于嵌鋰反應的逆過程，負極電勢曲線在0.10 V、0.14 V 及 0.22 V 左右會出現三個脫鋰電勢平臺。因此，如果電池在充放電過程中負極除上述脫嵌鋰平臺外還出現了新的電勢平臺，表明應有新的反應在負極發(fā)生。本實驗中所采用的電池 N/P ≈0.8，鋰離子電池單位面積的負極容量小于正極的容量，以負極容量為充電的截止條件時，正極脫出的鋰離子剛好嵌滿負極內部，此時的充放電過程為正常的脫嵌鋰過程，故負極的電勢曲線上僅出現 6 個正常的脫嵌鋰平臺。當電池在 3.0  ~  4.2 V 的電壓區(qū)間內進行充放電時，正極脫出的鋰離子對于負極來說是過量的，負極內部沒有足夠的位置接受這些鋰離子，多出的這部分鋰離子就會在負極表面被還原，以鋰枝晶的形式析出，反應方程式為 Li++  e- =  Li。因此負極電勢曲線上除了出現上述正常的石墨嵌鋰平臺外，在-0.012  V 處還出現了新的電勢平臺。放電過程中負極電勢曲線在0.018  V 處同樣出現了新的電勢平臺，表明部分鋰枝晶會部分重新轉化為鋰離子回到正極[1,4]，反應方程式為 Li  - e-  =  Li+。