矿用电机车锂电池充电过程会有哪些反应？

    矿用电机车锂电池正常锂离子电池充电过程中，电子由正极经外电路到达负极，锂离子由正极活性物质颗粒内部脱出后经电解液到达负极，在负极锂离子与外电路过来的电子结合嵌入到负极活性物质颗粒内部，该过程中，锂离子先后与负极石墨主要形成三种化合物：Li C24、Li C12和 Li C6，相应地，负极电势曲线在 0.20 V、0.10 V 及 0.07 V 左右会出现三个嵌锂电势平台，对应着嵌锂石墨不同的相变阶段。放电过程中，石墨内部发生脱锂反应，该反应等同于嵌锂反应的逆过程，负极电势曲线在0.10 V、0.14 V 及 0.22 V 左右会出现三个脱锂电势平台。因此，如果电池在充放电过程中负极除上述脱嵌锂平台外还出现了新的电势平台，表明应有新的反应在负极发生。本实验中所采用的电池 N/P ≈0.8，锂离子电池单位面积的负极容量小于正极的容量，以负极容量为充电的截止条件时，正极脱出的锂离子刚好嵌满负极内部，此时的充放电过程为正常的脱嵌锂过程，故负极的电势曲线上仅出现 6 个正常的脱嵌锂平台。当电池在 3.0  ~  4.2 V 的电压区间内进行充放电时，正极脱出的锂离子对于负极来说是过量的，负极内部没有足够的位置接受这些锂离子，多出的这部分锂离子就会在负极表面被还原，以锂枝晶的形式析出，反应方程式为 Li++  e- =  Li。因此负极电势曲线上除了出现上述正常的石墨嵌锂平台外，在-0.012  V 处还出现了新的电势平台。放电过程中负极电势曲线在0.018  V 处同样出现了新的电势平台，表明部分锂枝晶会部分重新转化为锂离子回到正极[1,4]，反应方程式为 Li  - e-  =  Li+。