锂电池的工作原理（通俗易懂）

电脑维修

我们都知道，锂电池通过充放电来进行能量的转换，通过外部电源充电，将电能转化为化学能储存到电池中，需要的时候再将电池的化学能释放出来，从而达到对外做功提供动力的目的。下面将详细介绍锂电池的工作原理：

首先我们要了解，锂电池的内部结构是怎样的。锂电池的内部主要分为四部分，正极、负极、隔膜和电解液。正极和负极相当于提供和接收锂离子的场所，隔膜则为一层有孔隙的绝缘材料，只允许锂离子的通过，电子不能通过，避免了正负极的直接接触发生短路。正极和负极之间夹着一层隔膜，像汉堡一样，电解液则通过浸润的方式分布在正负极之间。当外部电源对电池进行充电时，在电场的作用下，正极材料中的锂离子就会从材料中逃离出来，然后穿过隔膜的孔隙，达到负极一端，与负极材料的电子结合形成新的化合物，从而形成了电能到化学能的转换；放电时则相反，负极端的锂离子就会逃离负极，穿过隔膜的孔隙，与正极材料中的电子结合。通过锂离子在正负极之间往返运动，参与正负极的反应，从而实现充放电过程。

锂电池充放电示意图

以正极为钴酸锂、负极为石墨的电池为例，具体过程如下：

当充电时，正极的钴酸锂LiCoO2脱出Li+并失去电子，Li+穿过隔膜，嵌入到负极石墨层间，与外电路跑过来的电子结合，形成LiC6，实现充电过程。此时正极发生的反应为：

LiCoO2 =Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-

负极反应为：

6C + xLi+ + xe-= LixC6

当放电时，负极侧LixC6脱出Li+，穿过隔膜与正极失去Li+的Li1-xCoO2结合形成LiCoO2，实现放电过程。此时正负极的反应正好与充电时相反。整个充放电的过程总反应式为：

LiCoO2 + C=Li1-xCoO2 + LixC6

实际上就是LiCoO2 和Li1-xCoO2 、C和LixC6之间的化学反应。

简而言之，锂电池的充放电过程，就是通过正负极材料中的锂离子在正负极之间来回脱嵌进行氧化还原反应，从而实现外部电能到电池内部化学能之间的转换。

阅读推荐：

1）固态电池，没你们想的那么简单

2）一篇文章带你认识什么是“固态电池 ”

3）锂电池基本参数介绍

4）磷酸铁锂电池 VS 三元电池

5）锂电池正极材料介绍

6）锂电池负极材料介绍