鋰離子電池的結(jié)構(gòu)

 

鋰離子電池實(shí)際上是一種鋰離子濃度差的電池，正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入復(fù)合結(jié)構(gòu)。充電時(shí)，Li+從正極放電，并將負(fù)極插入電解液中。此時(shí)，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，正極處于貧鋰狀態(tài)。相反，Li+從負(fù)極放電，將正極插入電解液中。正極處于富鋰狀態(tài)，負(fù)極處于貧鋰狀態(tài)。鋰離子電池的工作電壓與構(gòu)成電極本身的鋰離子嵌入化合物以及鋰離子的濃度有關(guān)。因此，在充放電循環(huán)中，鋰離子在正極和負(fù)極之間進(jìn)行“嵌入-剝離”反應(yīng)，鋰離子會(huì)在正極和負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)，因此人們把鋰離子電池想象成“搖椅電池”或“搖動(dòng)電池”。

 

鋰離子蓄電池是在鋰離子蓄電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的蓄電池?；窘鉀Q了困擾鋰蓄電池發(fā)展的兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題，即安全性差、充放電壽命短。鋰離子電池的原理與鋰電池相同:在兩個(gè)電池中，都選擇一種能使鋰離子嵌入和析出的金屬氧化物或硫化物作為正極，選擇一種有機(jī)溶劑-無(wú)機(jī)鹽體系作為電解質(zhì)。不同之處在于，在鋰離子電池中，碳材料作為負(fù)極替代純鋰，使鋰離子嵌入和剝離。因此，這種電池的工作原理更加簡(jiǎn)單。在電池的運(yùn)行過(guò)程中，就是鋰離子從一個(gè)電極(可拆卸)到另一個(gè)電極(嵌入)的過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子與正極分離，嵌入碳負(fù)極，反之亦然。在充放電過(guò)程中不發(fā)生晶形變化，因此具有更好的安全性和更長(zhǎng)的充放電壽命。