鋰電池的工作原理,鋰電池有幾種類型

來源：存能電氣  日期：2019-08-02 10:59  瀏覽量：次

　　鋰電池的工作原理,鋰電池有幾種類型?伴隨著電子產品的使用需求越來越高，人們對鋰電池的需求也越來越高，目前鋰電池公認的基本原理是所謂的“搖椅理論”。鋰電池的沖放電不是通過傳統的方式實現電子的轉移，而是通過鋰離子在層壯物質的晶體中的出入，發生能量變化。

　　鋰電池的工作原理

　　鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負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，經電解液到達負極，吸收電子后嵌入負極材料中形成能量較高嵌入化合物。鋰離子電池放電：

　　Li+從負極材料中脫嵌并釋放電子，Li+經電解液達到正極，吸收電子后嵌入正極材料形成較為穩定的嵌入化合物。

　　鋰離子電池的正極和負極材料都是離子和電子的混合導體嵌入化合物，電子只能在正極和負極材料中運動。充放電過程需要鋰離子和電子共同作用，這就要求鋰離子電極材料具有良好的導電性和離子的擴散能力，以保證在放電過程中電子通過電極極耳迅速傳導到外電路，鋰離子在負極材料脫嵌后迅速擴散到電解液；電解液中的鋰離子被載體送達正極材料，與電子結合形成嵌入化合物。

　　鋰電池由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，其工作原理為一種Li+MnO2=LiMnO2的氧化還原反應。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得其長期沒有得到廣泛應用，但現在隨著科學技術的高速發展，鋰電池逐漸成為主流。

　　鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。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，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

　　同樣道理，當對電池進行放電時，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的鋰電池容量指的就是放電容量。鋰離子電池是一種理想的可逆電池。在沖放電時鋰離子在電池正負極往返出入，正像搖椅一樣在正負極間搖來搖去，故有人將鋰離子電池形象稱為搖椅電池。

　　鋰電池有幾種類型?

　　鋰電池通常分兩大類：

　　鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

　　鋰離子電池：鋰離子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。

　　通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池。

　　1.錳鋰電池

　　優點：價格便宜；低溫性能好，在零下負20度放電能有90%以上的效率；安全性能佳。

　　缺點：高溫度性能差；循環壽命低(一般正常使用壽命大概在300到400次)；克比容量低(112)；倍率放電差。

　　2.三元鋰電池

　　優點：價格是三種材料最貴的；容量高(150.可以節省體積)；循環壽命佳(600到700次)；倍率放電佳。

　　缺點：安全性能是三個中最差的(特別是用鋼殼的)；目前中國電池行業對該材料的掌握還不成熟,用的不多。

　　3.鐵鋰電池

　　優點：價格中；容量中(130)；循環壽命高(1500次左右)；高溫性能好；倍率放電好

　　缺點：價格不便宜；低溫性能不好；在電動汽車上才能充分體現其優越的性能(能6分鐘充滿電,能20倍放電)

　　4.鈷酸鋰電池

　　通常用于3C產品，安全性極差，不適合做動力電池。

　　理論上，我們需要的鋰電池應該是能量密度高、體積密度高、安全性好、耐高溫低溫、循環壽命長、無毒無害、可大功率充放電，聚所有優點為一體而且低成本。但目前并不存在這樣的電池，那么在不同種類電池的優缺點中就需要取舍。