锂电池的工作原理,锂电池有几种类型

来源：存能电气  日期：2019-08-02 10:59  浏览量：次

　　锂电池的工作原理,锂电池有几种类型?伴随着电子产品的使用需求越来越高，人们对锂电池的需求也越来越高，目前锂电池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”。锂电池的冲放电不是通过传统的方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入，发生能量变化。

　　锂电池的工作原理

　　锂离子电池的充放电过程就是Li+在正负极材料的嵌入和脱嵌并伴随着能量的吸收和释放的过程。给锂离子电池充电：Li+从正极材料中脱嵌，经电解液到达负极，吸收电子后嵌入负极材料中形成能量较高嵌入化合物。锂离子电池放电：

　　Li+从负极材料中脱嵌并释放电子，Li+经电解液达到正极，吸收电子后嵌入正极材料形成较为稳定的嵌入化合物。

　　锂离子电池的正极和负极材料都是离子和电子的混合导体嵌入化合物，电子只能在正极和负极材料中运动。充放电过程需要锂离子和电子共同作用，这就要求锂离子电极材料具有良好的导电性和离子的扩散能力，以保证在放电过程中电子通过电极极耳迅速传导到外电路，锂离子在负极材料脱嵌后迅速扩散到电解液；电解液中的锂离子被载体送达正极材料，与电子结合形成嵌入化合物。

　　锂电池由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，其工作原理为一种Li+MnO2=LiMnO2的氧化还原反应。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得其长期没有得到广泛应用，但现在随着科学技术的高速发展，锂电池逐渐成为主流。

　　锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

　　同样道理，当对电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的锂电池容量指的就是放电容量。锂离子电池是一种理想的可逆电池。在冲放电时锂离子在电池正负极往返出入，正像摇椅一样在正负极间摇来摇去，故有人将锂离子电池形象称为摇椅电池。

　　锂电池有几种类型?

　　锂电池通常分两大类：

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

　　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。

　　通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池。

　　1.锰锂电池

　　优点：价格便宜；低温性能好，在零下负20度放电能有90%以上的效率；安全性能佳。

　　缺点：高温度性能差；循环寿命低(一般正常使用寿命大概在300到400次)；克比容量低(112)；倍率放电差。

　　2.三元锂电池

　　优点：价格是三种材料最贵的；容量高(150.可以节省体积)；循环寿命佳(600到700次)；倍率放电佳。

　　缺点：安全性能是三个中最差的(特别是用钢壳的)；目前中国电池行业对该材料的掌握还不成熟,用的不多。

　　3.铁锂电池

　　优点：价格中；容量中(130)；循环寿命高(1500次左右)；高温性能好；倍率放电好

　　缺点：价格不便宜；低温性能不好；在电动汽车上才能充分体现其优越的性能(能6分钟充满电,能20倍放电)

　　4.钴酸锂电池

　　通常用于3C产品，安全性极差，不适合做动力电池。

　　理论上，我们需要的锂电池应该是能量密度高、体积密度高、安全性好、耐高温低温、循环寿命长、无毒无害、可大功率充放电，聚所有优点为一体而且低成本。但目前并不存在这样的电池，那么在不同种类电池的优缺点中就需要取舍。