鋰電池工作原理

1、鋰電池原理鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳常見的正極材料主要成分為L(zhǎng)iCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容

2、納更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反應(yīng)但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降，其原因是復(fù)雜而多樣的主要是正負(fù)極材料本身的變化，從分子層面來看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸塌陷、堵塞；從化學(xué)角度來看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物物理上還會(huì)出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情

3、況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目過度充電和過度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反應(yīng)生成我們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池

4、正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑在電池升溫到一定的情況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常而深充放能提升鋰離子電池的實(shí)際容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒有意義的他們甚至說，所謂使用前三次全充放的“激活”也同樣沒有什么必要然而為什么很多人深充放以后BatteryInfmation里標(biāo)示容量會(huì)發(fā)生改變呢后面將會(huì)提到鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片其中管理芯片中有一系列

5、的寄存器，存有容量、溫度、ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化我個(gè)人認(rèn)為，使用說明中的“使用一個(gè)月左右應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹?，使得電池的充電控制和?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際情況充電控制芯片主要控制電池的充電過程鋰離子電池的充電過程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時(shí)）和恒壓電流遞減階段(電池指示燈呈綠色閃爍恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，隨后在控制芯片下

6、轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會(huì)過充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到0，而最終完成充電電量統(tǒng)計(jì)芯片通過記錄放電曲線（電壓，電流，時(shí)間）可以抽樣計(jì)算出電池的電量，這就是我們?cè)贐atteryInfmation里讀到的wh.值而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會(huì)改變的，如果芯片一直沒有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線，其計(jì)算出來的電量也就是不準(zhǔn)確的所以我們需要深充放來校準(zhǔn)電池的芯片鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是