鋰電池工作原理和充放電原理
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-19 07:17
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鋰電池的充放電不是通過(guò)傳統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移，而是通過(guò)鋰離子在層壯物質(zhì)的晶體中的出入，發(fā)生能量變化。根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性,最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V不能過(guò)充,否則會(huì)因正極的鋰離子拿走太多,而使電池報(bào)廢。
鋰離子電池工作原理
鋰電池在結(jié)構(gòu)上主要有五大塊：正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。
鋰離子電池的充放電過(guò)程就是Li+在正負(fù)極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過(guò)程。給鋰離子電池充電：Li+從正極材料中脫嵌，經(jīng)電解液到達(dá)負(fù)極，吸收電子后嵌入負(fù)極材料中形成能量較高嵌入化合物。
1、充電時(shí)
在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)，嵌入到負(fù)極晶格中。充電開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先檢測(cè)待充電電池的電壓，如果電壓低于3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，充電電流為設(shè)定電流的1/10，一般選0.05C左右。一般鋰電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時(shí)電池發(fā)熱也越大。而且，過(guò)大的電流充電，容量不夠滿，因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時(shí)間。就跟倒啤酒一樣，倒太快的話會(huì)產(chǎn)生泡沫，反而不滿。
2、放電時(shí)
過(guò)程正好相反鋰離子返回正極，電子通過(guò)用電器由外電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。鋰電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快。
鋰電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示）。在充放電過(guò)程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。
鋰電池的特點(diǎn)
1、具有更高的重量能量比、體積能量比;
2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;
3、自放電小可長(zhǎng)時(shí)間存放，這是該電池最突出的優(yōu)越性;
4、無(wú)記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng)，所以鋰電池充電前無(wú)需放電;
5、壽命長(zhǎng)。正常工作條件下，鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)大于500次;
6、可以快速充電。鋰電池通?？梢圆捎?.5～1倍容量的電流充電，使充電時(shí)間縮短至1～2小時(shí);
7、可以隨意并聯(lián)使用;
8、由于鋰電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池。
