鋰電池工作的原理解析

鋰電池工作的原理

當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容里越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

一般鋰電池充電電流設定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時電池發熱也越大。而且，過大的電流充電，容量不夠滿，因為電池內部的電化學反應要時間。就跟倒啤酒相同，倒太快的話會出現泡沫，反而不滿。

對電池來說，正常使用就是放電的過程。鋰電池放電要留意幾點：

第一，放電電流不能過大，過大的電流導致電池內部發熱，有可能會造成永久性的損害。在手機上，這個倒是沒有問題的，可以不考慮。

第二，絕對不能過放電！鋰電池最怕過放電，一旦放電電壓低于2.7V，將可能導致電池報廢。好在手機電池內部都已經裝了保護電路，電壓還沒低到損壞電池的程度，保護電路就會起用途，停止放電。從圖上可以看出，電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快。

鋰電池以碳素材料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，惟有鋰離子，這就是鋰電池。鋰電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰電池的充放電過程，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量電子的嵌入和脫嵌（習慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為搖椅電池。

正極反應：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。

充電時：LiFePO2→Li1.xFePOa+XLit+xe

放電時：Li1xFePO2+XLit+xer→LiFePO4

負極反應：放電時鋰離子脫插，充電時鋰離子插入。

充電時：xLi++xer+6C→LixC6

放電時：LixC6→xLi++xe+6C

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