鋰離子電池工作原理

鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負(fù)極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過程。給鋰離子電池充電：Li+從正極材料中脫嵌，經(jīng)電解液到達(dá)負(fù)極，吸收電子后嵌入負(fù)極材料中形成能量較高嵌入化合物。

鋰離子電池是一種充電電池，它重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。

鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為搖椅電池。

當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，鋰離子電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。

鋰離子電池的優(yōu)點

①工作電壓高，鋰離子電池的工作電壓在3.7V，是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓的三倍。

②比能量高。鋰離子電池比能量已達(dá)140Wh/kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。

③循環(huán)壽命長。鋰離子電池循環(huán)壽命已達(dá)1000次以上，在低放電深度下可達(dá)幾萬次，超過了其他幾種二次電池。

④自放電小。鋰離子電池月自放電率僅為6-8%，遠(yuǎn)低于鎳鎘電池(25～30%)及鎳氫電池(30～40%)。

⑤無記憶效應(yīng)?？梢愿鶕?jù)要求隨時充電，而不會降低電池性能。

⑥對環(huán)境無污染。鋰離子電池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實的綠色電池。