作為儲能的電池單元，不論是水溶液體系或非水溶液（有機）體系，能量的儲存和釋放（電池的充電和放電）都是通過電池內(nèi)活性物質(zhì)化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的。這些能量存儲系統(tǒng)中，人們最熟悉的恐怕就是鋰離子電池了。鋰離子電池已經(jīng)在世界范圍內(nèi)高度的產(chǎn)業(yè)化并得到了最為廣泛的應(yīng)用。從空間站到“蛟龍?zhí)?rdquo;載人潛水器，從智能手機、移動基站到電動車乃至能源互聯(lián)網(wǎng)中的電力儲存，鋰離子電池（系統(tǒng)）都起到了很好的動力源的作用。

 

鋰離子電池技術(shù)的商業(yè)化最先源于索尼公司。20世紀90年代初，索尼公司采用鋰過渡金屬層狀氧化物（LiCoO2)作為正極，炭材料作為負極，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出鋰離子電池。電池充放電過程中，鋰離子在正負極之間穿梭，因此鋰離子電池又稱為搖椅電池。

 

通過對鋰離子電池的性能、安全以及成本等因素進行改進優(yōu)化后，鋰離子電池也被視為純電動車、混合電動汽車以及插電式混合動力車等電動汽車中新一代動力系統(tǒng)的“潛力股”。如今，鋰離子電池的研究主要有如下幾個方向：一是通過材料以及設(shè)計的改善，使電池具有更高的比能量(即單位質(zhì)量或體積的材料具有更高的容量)以及更長的循環(huán)壽命（對于電動車意味著同樣的質(zhì)量具有更長的續(xù)駛里程）；二是對鋰離子電池安全性的改善。近期的數(shù)次電動汽車起火或者自燃事件將鋰離子電池技術(shù)一次又一次地推到了風口浪尖，因此，對于鋰離子電池安全性的研究就成了一個迫在眉睫的熱點問題。隨著固態(tài)電解質(zhì)材料的進步，科學家認為固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池能夠在一定程度上解決鋰離子電池的安全性問題。

 

變身“定時炸彈”？這要從結(jié)構(gòu)說起

 

鋰離子電池的負極

 

鋰離子電池負極材料按其組分分類，可分為碳材料和非碳材料。石墨類碳材料包括天然石墨和人造石墨，它們具有良好的層狀結(jié)構(gòu)(層間距為0.3354納米)。鋰離子可從石墨的端面嵌入石墨層中，形成LiC6層間化合物；嵌鋰之后，石墨的層間距離有所增加(LiC6層間距離為0.370納米)。

 

鋰離子電池在充放電過程中，負極進行鋰離子的嵌入和脫出；因石墨表面存在較強的還原性能，在首次嵌入鋰離子過程中，電解液會在石墨的表面形成一層固體電解質(zhì)界面（SEI)膜，SEI膜的存在極大地減緩電解液在負極的還原，從而維持電池的電化學性能，介于該電解質(zhì)界面膜的尺度為納米級，因此膜的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)對鋰離子電池的性能有較大的影響。

 

鋰離子電池的正極

 

鋰離子電池過渡金屬氧化物正極材料具有鋰離子嵌入及脫出的一維、二維或三維通道，而本身的骨架結(jié)構(gòu)在鋰嵌入及脫嵌過程中保持不變。按目前使用的正極材料的結(jié)構(gòu)劃分，主要分為三類：層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)、橄欖石結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)（LiCoO2、LiNiO2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiAl0.05Co0.15Ni0.8O2等）為二維的鋰離子電池擴散通道；尖晶石型結(jié)構(gòu)（LiMn2O4及高電壓的鋰鎳錳氧化物）為三維擴散通道；橄欖石型結(jié)構(gòu)（LiFePO4、LiMnPO4及其金屬位摻雜材料等）為一維擴散通道。其中，克容量比較高的為富鋰錳基正極材料和鎳鈷鋁酸鋰。不同正極材料也表現(xiàn)出不同的充放電特征。

 

鋰離子電池的充放電原理

 

鋰離子電池內(nèi)部包含兩個電極：正極和負極，提供了氧化還原反應(yīng)發(fā)生的場所；電極由離子導(dǎo)通、電子絕緣的隔膜材料隔開；電解液包含鋰鹽（通常為LiPF6)和有機溶劑。放電過程中，鋰在負極上失電子形成Li+，而Li+在正極上得電子形成鋰，同時從鋰離子過渡金屬層狀氧化物物中脫出，充電過程則相反，得/失的電子通過外電路進行傳遞即形成電流。1、鋰電池電動車激活并不需要特別的方法，在電動車行駛過程中鋰電池會自然激活。如果刻意要用流傳的“前三次12小時長充電激活”方法的話，只會徒勞無功，沒有任何效果。

 

2、當電動車行駛過程中鋰電池出現(xiàn)電量過低提示時，應(yīng)盡快及時充電。(這里要特別注意：不建議快速充電站，超級損壞電池。市面上有關(guān)電池電量用完再充和電池長時間充電的說法不是全部都對，這也要看電池的種類)

 

3、按照標準的時間和程序充電，即使是前三次也要如此進行（特別注意：不要進行超長充電）。

 

4、市面上各種各樣的鋰電產(chǎn)品混人眼球，選擇的時候盡量去選擇高品質(zhì)、高質(zhì)量的品牌電池。比如巨鋰美鋰電池，巨鋰美鋰電池品質(zhì)過硬、服務(wù)好、技術(shù)支持、維修等方面建設(shè)得非常完善，可以給消費者提供更好的售后服務(wù)。