电池的正极和负极,阳极和阴极是什么?

发布日期:2024-04-19    作者:德基电池网
在日常生活中,我们可能会将电池的正极和阳极,阳极和阴极混淆,但实际上他们的定义不同。物理学定义了正极和负极,电化学定义了阳极和阴极。
 

什么是电池的正极和负极?

  正极和负极是物理学的定义。在电池中, 正极(Postive)是指电压相对较高的电极,负极(Negative)就是电压相对较低的电极。例如iPhone电池中的钴酸锂(LiCoO2)电压始终比石墨更高,所以LiCoO2为正极材料,而Graphite为负极材料。
  值得注意的是,正负极的位置并不是固定不变的。在放电时,电子从电池的负极流出,经过外部电路后流入正极。在充电时,电子从外部电源流入负极并从正极流出,此时,电池的正极和负极的电位角色互换。原本在放电时作为正极的端点在充电时变为负电位,而原本的负极则变成正电位。

什么是阳极和阴极?

  在电化学中,阳极和阴极的定义与电流的方向有关。阳极是发生氧化反应的电极,是失去电子的电极,阴极是发生还原反应的电极,是得到电子的电极。在电池充电时,阳极和阴极的角色会互换,即放电时的阳极在充电时变成阴极,反之亦然。
 
  但是在实际生活中,我们也习惯将负极认为是阳极,正极认为是阴极,大家默认接受这种叫法,只要我们知道具体描述的是哪一种电极也就可以了。
 
 

电池的正极和负极使用什么材料?

    当下市场中较为流行的电池主要是锂离子电池、镍-氢电池和铅酸电池,它们使用的正负极材料各有不同。
 
锂离子电池
    锂离子电池的正极材料通常使用含锂的金属氧化物,如钴酸锂(LiCoO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)和镍钴锰三元材料(LiNiMnCoO2)。这些材料在电池放电时接收负极释放的锂离子。
负极材料:常见的是石墨,以及一些先进的材料如硅或锡基合金。这些材料在电池放电时释放锂离子。
 
铅酸电池
    正极材料:二氧化铅(PbO2),在放电过程中转化为硫酸铅(PbSO4)。
    负极材料:纯铅(Pb),在放电过程中同样转化为硫酸铅(PbSO4)。
 
镍-氢电池
    正极材料:氢氧化镍(Ni(OH)2),在放电时能有效储存和释放氢离子。
    负极材料:金属氢化物(如稀土金属氢化物或钛酸锌),这些材料在放电过程中释放电子。