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打造电动汽车:自己设计与制造

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:你也许会好奇金属、盐以及离子之间的相互关系或者它们和电池之间的关系。在关于锂离子的论述中,人们所说的“离子”就是“锂离子”并且不会做进一步的解释。制作一个锂离子电池,我们仅需获得锂盐并去除其碳酸盐负离子。现在我们得到了一直在寻找其失去的配对物的带正电的锂离子。我认为分离后的锂离子容易控制和利用。现在我们捕获到了一群可怜的、绝望的锂离子,让我们开始制作电动汽车电池吧!

打造电动汽车:自己设计与制造

你也许会好奇金属、盐以及离子之间的相互关系或者它们和电池之间的关系。(如果你曾经学习化学物理,可以跳过这个部分,并且在结束时我会提醒你。)

你应该已经注意到,金属具有光泽、硬度,是热和电的良好导体。在肉眼看不见的水平,金属是一群有序的带有正负电并且相互平衡的粒子,因此带正电的粒子总数等于带负电的粒子总数。不管你是否相信,你的不锈钢餐叉和铜水壶仅仅是由一群带电粒子组成。

我们称带电粒子为离子。这里有一些术语的简写:“离子”指的是“锂离子”,“阳离子”指的是带正电的锂离子Li+。在关于锂离子的论述中,人们所说的“离子”就是“锂离子”并且不会做进一步的解释。锂的稳定低能离子为1+。(也有带负电离子,但是在标准温度和压力下锂很难带负电。)氯化物碳酸盐、氧化物、磷酸盐—这些都是负离子或阴离子,其稳定低能态为Cl-、CO32-、O2-以及PO43-。

让我们用一分钟来讨论一下高能态和低能态。离子的带电状态越远离其自然的、放松的以及低能的状态,则越不稳定。越不稳定,它越急切地想回到舒服的状态,会消耗更多的能量。离子的不自在程度可以用其氧化态来衡量。

好了,现在回到金属。金属似乎是倾向于分裂成离子—那是它们魅力的一部分!给予它们一点点机会和少量水,金属将会沿着接缝分裂并通过水迅速地导电,然后就形成了电解质溶液。这就是电解质溶液的定义,实际上某些溶液中含有离子。问题是,其全部分裂为正负带电粒子被认为是暂时的,原因是能量平衡被打断了,当能量平衡被打断时,大自然本身会寻找方法促使其恢复平衡。(www.xing528.com)

正带电离子寻找带有同等电荷数的负带电粒子(我们称其为电子)。这种寻找配对物的倾向就是盐自然形成的原理。例如:一个带正电的离子如钠可能遇到一个带负电的离子如氯,就行成了盐(顺便一提,这就是为什么我们将氯化钠称为盐,但是它不是唯一的盐,有各种各样的盐,碳酸锂也是盐。)

我们利用带电粒子具有寻找配对物的倾向的特性制作电池。制作一个锂离子电池,我们仅需获得锂盐(自然界中发现的一般为碳酸盐)并去除其碳酸盐负离子。现在我们得到了一直在寻找其失去的配对物的带正电的锂离子。我认为分离后的锂离子容易控制和利用。

现在我们捕获到了一群可怜的、绝望的锂离子,让我们开始制作电动汽车电池吧!

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