鋰電池工作原理以及鋰電池的結構組成解析

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），它緊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。

鋰電池的結構組成

鋰電池緊要由正極、負極、電解液、隔膜以及外部連接、包裝部件構成。其中，正極、負極蘊含活性電極物質、導電劑、粘結劑等，平均涂布于銅箔和鋁箔集流體上。鋼殼/鋁殼/圓柱/軟包裝系列：

1.正極活性物質一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料，電動自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰（俗稱三元）或者三元+少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導電極流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。

2.隔膜一種經特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結構，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。

3.負極活性物質為石墨，或近似石墨結構的碳，導電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。

4.有機電解液溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液。

5.鋰電池外殼分為鋼殼（方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是鋰電池的正負極引出端。

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