鋰離子電池基本工作原理與結(jié)構(gòu)分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-20 09:42
點擊量：次
電池的基本原理：正極發(fā)生還原反應(yīng)，得電子;負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子。電子經(jīng)過負載，由負極流向正極，形成方向從正極到負極的電流。
介紹鋰離子電池的工作原理時，以應(yīng)用較為廣泛的 18650 鋰離子電芯為例，下面是發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)示意圖和公式：
先看放電過程中正極的反應(yīng)(鈷酸根先拿掉)。
1個 (+1)價鋰離子<------ (1-x) 個 (+1/(1-x)) 價鋰離子 + x個 (+1) 價鋰離子 + x個電子
令 x=0.5，得：
1個 (+1) 價鋰離子<------0.5個 (+2) 價鋰離子 + 0.5個 (+1) 價鋰離子 + 0.5個電子
兩邊乘以2，得：
2個 (+1) 價鋰離子<------1個(+2)價鋰離子 + 1個 (+1) 價鋰離子 + 1個電子
再簡化：
1個 (+1) 價鋰離子<------1個(+2)價鋰離子 + 1個電子
這個公式其實是描述整體反應(yīng)，而不是描述單個個體反應(yīng)的。用簡單的話來說就是：
正極的(+1/(1-x))價(其中，0
負極的鋰原子失去電子，被氧化為(+1)價鋰離子，電子從負極流入負載回路，鋰離子通過電解質(zhì)流向正極;
又回到電池基本原理了吧。正極的核心是 (+1/(1-x)) 價鋰離子，負極核心是鋰原子，兩者反應(yīng)生成 (+1)價鋰原子，氧化還原反應(yīng)中的電子流動形成電流。
在現(xiàn)實中制作電池時，總需要物質(zhì)來承載正極的鋰離子和負極的鋰原子，就好像貨物總是需要貨架的。那么鋰離子的貨架就是 鈷酸根 離子，與鋰離子共同構(gòu)成正極;負極的鋰原子則由帶孔石墨等材料構(gòu)成，不至于反應(yīng)后，把負極反應(yīng)沒了。正極和負極之間是電解質(zhì)和隔膜，既用于鋰離子流動，也用于隔離正負極，防止內(nèi)部短路。
