一文讀懂動力鋰電池的工作原理！

鋰電池是2000年后由美國永備公司所推出來并得到成功市場化的新型綠色高能化學電源，在應用于需要的高能量高功率電源的電子設備和電動玩具方面，顯示了非常優越的性能。在中等放電電流以上時，鋰鐵電池的放電時間可達堿錳電池的6倍左右；而與鎳氫電池相比，其放電電壓平穩，儲存時間具有顯著優勢。具體優勢主要表現在：

①電壓高，鋰電池的標稱電壓達到3.6V-3.85V；是鎳氫電池的3倍，是磷酸鐵鋰電池的1.1倍；

②能量密度高，鋰電池能量密度250Wh/Kg；是鎳氫電池和磷酸鐵鋰的2倍；

③循環壽命長，鋰電池的循環壽命一般為500-1000次，磷酸鐵鋰電池循環壽命可達到2000次；

④環境性能友好，無公害，無記憶效應，鋰電池中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素；

⑤自放電小，室溫下充滿電的鋰電池儲存1個月后的自放電率為2%左右；

⑥可以快速充放電，1.5小時能將電池充滿；最快6分鐘能將電池放完；

⑦工作溫度范圍寬，工作溫度為20℃~60℃；低溫電芯低溫放電能力可達-40℃。

1、鋰電池基本結構

主要材料：正極、負極、電解液、隔膜

結構：圓形、方形;疊片、卷繞

形態：聚合物(軟包裝)、液態鋰離子(鋼殼)

2、鋰電池工作原理

正極材料：LiMn2O4，負極材料：石墨

充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負極聚集，得到電子，被還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極碳素材料中的Li失去電子，進入電解液，電解液內的Li+向正極移動。

3、鋰電池組成原理

①正極構造

LiMn2O4(錳酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極

②負極構造

石墨+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(銅箔)負極

4、充電過程

電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上，正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達負極，與早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(電子)

負極上發生的反應為6C+XLi+Xe==LixC6

5、放電過程

電池放電，此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為Li1-xMn2O4+xli++xe(電子) ==LiMn2O4

負極上發生的反應為LixC6 == 6C+xLi+xe