鋰電池的工作原理及化學反應

鋰電池工作原理

鋰電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

充電正極上發生的反應為

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

充電負極上發生的反應為

6C+XLi++Xe-=LixC6

充電電池總反應：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

鋰電池是一種二次電池（充電電池），它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。

鋰電池的使用

鋰離子電池上游是鋰離子電池材料所需的礦產資源，中游為鋰離子電池加工廠商，包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、導電劑和粘合劑的加工等，下游主要是鋰電配套使用范疇，目前已廣泛用于消費類電子產品、電動車、工業儲能。

鋰離子電池以其優越的性能和成熟的技術成為將來十年電動車用電池首選。目前，消費類電子產品占鋰離子電池需求的58%，鋰離子電池在消費類電子產品方面的使用主要包括：手機、個人電腦、平板電腦、數碼相機、移動電源、電子煙等。

鋰電池的優點

●鋰離子電池能量密度大，均勻輸出電壓高。自放電小，每月在10%以下。沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。循環性能優越、可快速充放電、充電效率高達100%，而且輸出功率大。使用壽命長。沒有環境污染，被稱為綠色鋰離子電池。

●鋰電池以1C倍率進行充、放電，其循環壽命大于等于500次，第500次時的電容量，大于標稱銅梁70%。而鉛酸蓄電池即使以0.5放電，以0.15C以充電，其循環壽命小于等于350次，電容量小于等于60%。

●鋰電池可在-25度時正常工作，其電容量可達標稱容量的70%，而鉛酸蓄電池在-10度時的電容量的50%，在-25度時能正常工作。

●荷電保持能力強：將洋溢電的鋰電池包，放置兩個月后，其電容量大于等于80%，而鉛酸蓄電池放置兩個月，僅為標稱容量的40%-50%。

●續行能力強，由于鋰電池包的重量僅為鉛酸蓄電池的30%，因此在相同的電壓，電容量下，鋰電池的續行能力強。

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