锂电池的工作原理和化学反应式

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。12年锂金属电池早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

锂电池原理及结构 锂电池原理及结构图锂电池原理及结构 锂电池原理及结构图


锂电池原理及结构 锂电池原理及结构图


锂电池原理及结构 锂电池原理及结构图


锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个的公司在生产这种锂金属电池。

中文名

锂电池

外文名

Lithium Cell

发明家

M. S. Whittingham

化学反应

氧化还原反应

材料

快速

导航

早期研发

发展进程

种类

主要材料

电池膨胀损坏

导电涂层

涂碳铝箔

辨别电池

选购方法

锂原电池

锂离子

核聚变

电池结构

电池应用

发展前景

电池产量

电池特点

电池特征

安全性

充电知识

相关知识

充电速度

水溶液电池

使用方法

工作原理

锂金属电池：

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

锂电池基本原理

放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

锂离子电池：

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe- = LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

正极

正极材料：可选的正极材料很多，目前市场常见的正极活性材料如下表所示:

正极材料

化学成分

标称电压

结构

能量密度

循环寿命

成本

安全性

钴酸锂(LCO)

LiCoO2

3.7 V

层状

中低

高低

锰酸锂(LMO)

Li2Mn2O4

3.6V

尖晶石

低中

低中

展开全部

正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。

负极

负极材料：多采用石墨。另外锂金属、锂合金、硅碳负极、氧化物负极材料等也可用于负极。

负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。

充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6

放电时：LixC6→ xLi+ + xe- + 6C

早期研发

锂电池早期应用在心起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。

为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。

什么是锂电池，锂电池工作原理是什么？

十大锂电池排名如下：

1、宁德时代CATL。

2、BYD。

3、国轩高科。

4、力神LISHEN。

5、中航锂电。

6、亿纬EVE。

7、德赛电池Desay。

8、新能源ATL。

9、钜大锂电LARGE。

10、比克BAK。

锂电池工作原理

锂离子电池的工作原理是充放电原理。当锂电池放电时，电子和Li+同时作用，方向相同，但路径不同，电子通过外部电路由负向正极；锂离子Li+从负极“跳进”电解液流出，“游泳”到达正极并与运行了很长时间的在一起结合。

锂电池的结构由五部分组成：正极、负极、电解液、隔膜、外壳和电极引线。锂电池的结构可分为缠绕型和堆积型两大类。液体锂电池具有缠绕结构，而聚合物锂电池同时具有缠绕结构。

锂电池原理及结构

一、锂电池结构示意图

了解锂电池工作原理之前，先大概了解下锂电池的组成部分，如下示意图：

锂离子电池电池组成部分如下：

（1）正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

（2）隔膜——种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

（3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

（4）有机电解液——溶解有六锂的类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

（5）电池外壳——分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

二、锂电池工作原理图解

下面从锂电池充电过程、放电过程和电池保护板三大部分给大家介绍其工作原理：

1、锂电池充电过程

电池的正极由锂离子生成，生成的锂离子从正极“跳进”电解液里，通过电解液“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，运动到负极，与早就通过外部电路跑到负极的电子结合在一起。

●正极上发生的反应为：LiCoO2==充电==Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)

●负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe=====LixC6

在充电的过程中，Li+从正极LiCoO2中脱出，进入电解液，在充电器附加的外电场作用下向负极移动，依次进入石墨或焦炭C组成的负极，在负极形成LiC化合物。

锂电池的结构及物理原理

一.锂电池的结构如下：

锂电池通常有两种外型，圆柱型和长方型；电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成；正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极，负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成；电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。二.锂电池的物理原理如下：

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结

锂电池工作原理

锂电池工作原理是充放电原理。当锂电池放电时，电子和Li+同时作用，方向相同，但路径不同，电子通过外部电路由负向正极；锂离子Li+从负。

锂电池是一种可充电电池，主要依靠锂离子在正负极之间移动。在充放电过程中，Li+插层脱嵌在两个电极之间：在充电电池中，Li+从正电极上被借记，通过电解液插入负极，负极处于富锂状态；在放电过程中，则相反。以锂为电极的材料是现代高性能电池的代表。

在锂电池的充放电过程中，锂离子处于从正极到负极再到正极的移动状态。如果我们把锂离子的电池比作摇椅，摇椅的两端就是电池的两极，锂离子就像一个的运动员在摇椅的两端来回奔跑。所以专家给电池起了个可爱的名字，摇椅电池。

锂电池的结构锂电池的结构由五部分组成：正极、负极、电解液、隔膜、外壳和电极引线。锂电池的结构可分为缠绕型和堆积型两大类。液体锂电池具有缠绕结构，而聚合物锂电池同时具有缠绕结构。

阴极材料：活性材料、导电剂、溶剂、粘合剂、基体。在锂电池中，正材料市场容量，附加值较高，约占锂电池成本的30%，毛利率低水平15%，高水平70%以上。目前，材料已批量应用于锂电池，主要包括锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍镍锰氧化物、锂钴镍锰氧化物和磷酸铁锂。