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首先,在我们的讨论中,过电位可以忽略,因为我们始终讨论的是平衡态。
其次,平衡电极电位和标准电极电位是两个概念。
以钴酸锂/金属锂半电池为例:合成钴酸锂的时候,为防止高温条件下锂挥发,一般锂是过量的,在1M的锂盐电解液中,这种富锂态的电位低于标准状态,富锂对钴酸锂来说是还原态,即二价钴,造成钴酸锂电位低于标态。也就是说,电池电位低于3.7V。(负极的金属锂可粗略认为是参比电极,完全可逆的电极,电位不改变。)
如果此时继续放电,(即楼主说的,金属锂连接正极,钴酸锂连接到负极)意味着锂继续进入钴酸锂,此时钴酸锂已经不能在发生反应,(除非电位负移到钴以0价还原的电位),所以这时候的反应电流仅仅是给双电层放电,造成整个电池电位的减小,由于双电层电容很小,所以这个过程很快的,表现在充放电图上,小的电流就造成电位的迅速下降,这时候的电池表现就不再是一个电池,而是一个放电的电容器了。
只有对电池充电,即钴酸锂接正极,锂接负极,电位上升,升到3.7的氧化还原电位时,氧化还原反应才开始,这个时候电位基本不变,电流主要用来氧化钴酸锂,其实就是锂离子的脱出和钴价态的升高,在充放电曲线上表现为一个充电平台。
就是这种氧化还原反应才能存储大量的电荷,电池才有区别于电容器。