锂离子电池基本原理及材料特性（锂离子电池的工作机理）

导读锂电池、锂离子电池、锂聚合物电池，人们常常被这些带“锂”电池搞的不辨东西，对锂离子电池原理进行必要的说明成为解开这个困惑的钥匙，因为在所有这些涉及“锂”的电....

锂电池、锂离子电池、锂聚合物电池，人们常常被这些带“锂”电池搞的不辨东西，对锂离子电池原理进行必要的说明成为解开这个困惑的钥匙，因为在所有这些涉及“锂”的电池理论中，锂离子电池原理是一条贯穿三者的纽带，具有承前启后的作用

那么今天我们就来说说锂离子电池的工作机理

按照使用的习惯，根据充放电时的电压差区分正极（ ）和负极（-），这里不讲阳极和阴极，费时费力。这张图上，电池的正极材料是钴酸锂（LiCoO2），负极材料是石墨（C）

充电的时候，在外加电场的影响下，正极材料LiCoO2分子里面的锂元素脱离出来，变成带正电荷的锂离子（Li ），在电场力的作用下，从正极移动到负极，与负极的碳原子发生化学反应，生成LiC6，于是从正极跑出来的锂离子就很“稳定”的嵌入到负极的石墨层状结构当中。从正极跑出来转移到负极的锂离子越多，这个电池可以存储的能量就越多。

放电的时候刚好相反，内部电场转向，锂离子（Li ）从负极脱离出来，顺着电场的方向，又跑回到正极，重新变成钴酸锂分子（LiCoO2）。从负极跑出来转移到正极的锂离子越多，这个电池可以释放的能量就越多。

在每一次充放电循环过程中，锂离子（Li ）充当了电能的搬运载体，周而复始的从正极→负极→正极来回的移动，与正、负极材料发生化学反应，将化学能和电能相互转换，实现了电荷的转移，这就是“锂离子电池”的基本原理。由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体，所以这个循环过程中，并没有电子在正负极之间的来回移动，它们只参与电极的化学反应。

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