鋰離子電池充放電的基本原理

先明確兩個概念，一，電池是將氧化還原反應的化學能轉化為電能的裝置。典型特點就是電極上反應物得失電子，通過外電路流動，進而便出現了電流。正負極之間的電荷傳遞是通過電解液中陰陽離子的運動形成的。

二，二次電池是指可多次再充放電的電池，其內部發(fā)生的電化學反應是可逆的。電池放電，內部的A物質變成B物質，化學能變成電能；而充電時，B物質又能夠變回A物質，電能變成化學能儲存。

充電時鋰離子從正極材料的晶格中脫出經過電解質嵌入到負極材料層中；放電時鋰離子從負極材料晶格中脫出，經過電解質嵌入到正極材料中。而電子則通過外電路，形成電流。

鋰離子電池充放電反應過程為：

式中，Y為過度金屬，在鈷酸鋰離子電池（LiCoO2）中Y為鈷（Co），在錳酸鋰離子電池中就是錳（Mn）。關于三元鋰離子電池就是鎳鈷錳酸鋰[Li（NiCoMn）O2]中的NiCoMn，關于磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池，就是FePO4。

另外，正極負極指電位高低，陰極陽極則通過得失電子區(qū)分，得電子的電機發(fā)生還原反應是陰極，失電子發(fā)生氧化反應是陽極。充電和放電正負極不變，而陰陽極會反向。

關于鋰離子電池而言，正極材料的開發(fā)是其關鍵技術。理論上，根據上述反應化學式，可以實現鋰離子脫嵌的物質都可以作為正極材料，但實際上，這并非易事。出于性能考慮，它要有良好的導電性、較大的放電倍率以及與電解質良好的相容性；出于壽命考慮，它要有高度的可逆性和較弱的極化效應，出于安全考慮，它要保證良好的穩(wěn)定性和溫和的電極過程動力學。