锂离子电池的工作原理是怎样的?它是如何充放电的?

~ 一、锂电池的发展及分类
锂电池，一种以锂金属或锂合金为电极材料、非水电解质溶液为电解液的电池，最早应用于心脏起搏器。其低自放电率和稳定的放电电压使其成为集成电路的理想电源。锂电池通常具有超过3.0伏的标称电压，非常适合用作集成电路的电源。二氧化锰电池因其在计算器、数码相机和手表中的应用而广为人知。自1912年Gilbert N. Lewis首次提出锂金属电池以来，到20世纪70年代M. S. Whittingham对锂离子电池的研究，再到1992年Sony成功开发出锂离子电池，锂电池的实用化极大地减轻了移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的重量和体积。由于锂金属的化学活性极强，其加工、储存和使用对环境条件要求很高。随着科技进步，锂电池已经成为主流，主要分为锂金属电池和锂离子电池两种。锂离子电池不含金属锂，是可充电的，并且第五代可充电电池——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，但由于技术要求高，只有少数国家的公司能够生产。
二、锂电池的工作原理
1. 锂金属电池使用二氧化锰作为正极材料，金属锂或其合金金属作为负极材料，非水电解质溶液作为电解液。其放电反应为：Li+ + MnO2 → LiMnO2。
2. 锂离子电池采用锂合金金属氧化物作为正极材料，石墨作为负极材料，非水电解质溶液作为电解液。充电时正极和负极上的反应分别为：LiCoO2 → Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- 和 6C + xLi+ + xe- → LixC6。电池的总反应为：LiCoO2 + 6C → Li(1-x)CoO2 + LixC6。
三、锂电池的特征
锂电池具有高能量密度，重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉电池的20-30%，镍氢电池的35-50%。其工作电压高，一个锂离子电池单体的平均工作电压为3.7V。锂电池无污染，不含有铅、汞等有害金属物质，且不含金属锂，因此不受飞机运输关于携带锂电池等规定的限制。循环寿命高，在正常条件下，充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂则可达到2000次。锂离子电池无记忆效应。快速充电能力使其能在1.5-2.5小时内充满电，而新开发的磷铁锂电池甚至可在35分钟内充满电。
四、锂电池的优缺点分析
1. 优点
（1）高能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的6-7倍；
（2）使用寿命长，可达6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C充放电可达10,000次；
（3）额定电压高，便于组成电池电源组；
（4）具备高功率承受力；
（5）自放电率低；
（6）重量轻；
（7）高低温适应性强；
（8）绿色环保，不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质；
（9）生产基本不消耗水。
2. 缺点
（1）安全性较差，有发生爆炸的危险；
（2）钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性较差；
（3）需保护线路，防止过充过放电；
（4）生产要求条件高，成本高；
（5）使用条件有限制，高低温使用危险大。

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富裕县18262826781： 锂离子电池的工作原理? - ？
招冠盐酸： 离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池.锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称.锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程.在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示).在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”.

富裕县18262826781： 锂离子电池是怎样工作的? - ？
招冠盐酸： 锂离子是采用含有锂元素的材料作为电极的电池,它是现代高性能电池的代表.目前,我们用的手机、笔记本电脑、数码摄像机等都是使用的锂离子电池.可以说,它现在是我们的生活和工作中不可缺少的一种电源. 锂离子电池是一种可以充电...

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招冠盐酸： 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. 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、...

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招冠盐酸：[答案] 离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池.锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称.锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程.在锂离子的嵌入和脱嵌过...

富裕县18262826781： 锂电池原理 - ？
招冠盐酸： 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构的碳.常见 的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离 子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时,锂离子则从...

富裕县18262826781： 锂电池的工作原理是什么,为什么有的手机锂电池是四个接头,有的是三个? - ？
招冠盐酸： 手机锂电池的工作原理:充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合,由于锂离子的移动从而产生了电流输出供手机使用.手机锂电池的使用中安全性问题值得注意,因此在手机锂电池出厂前的测试需要严格把控,用连接功能稳定的大电流弹片微针模组做连接导通作用,确保手机锂电池所过电流传输流畅.

富裕县18262826781： 锂离子电池的工作原理是什么?？
招冠盐酸： 锂离子电池的工作机理是:电池充电时,正极材料中的锂形成离子溶出,嵌入到负极改性石墨层中;电池放电时,锂离子从石墨层中脱嵌,穿过隔离膜回填到正极钴氧化锂的层状结构中.随充放电的进行锂离子不断的从正极和负极中嵌入和脱出,所以也有人称其为“摇椅电池”锂离子电池单体的额定电压为 3.6V,充电限制电压为 4.2V,放电限制电压为 2.5V .

富裕县18262826781： 锂电池什么原理 - ？
招冠盐酸： 锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳. 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...

富裕县18262826781： 谁知道锂离子电池的工作原理 - ？
招冠盐酸： 锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类.其中,液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池.正极采用锂化合物LiCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,负极采用锂—碳层间化合物LixC6,典型的电池体...

富裕县18262826781： 聚合物锂离子电池的工作原理 - ？
招冠盐酸： 所谓“聚合物锂离子电池”,其实是锂离子电池各种子系列产品中的一种,实际上它的主要部件:正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液体电解质的锂离子电池一样,只是隔膜和包装材料不同,因此,归根到底它实质上,就是一种锂离子...