锂离子电池如何工作？

作为电能的载体和许多设备的电源，我们可以说锂离子电池对我们来说是必不可少的。没有它，我们的世界就不可能正常运转。那么什么是锂离子电池？是什么让它如此重要？

什么是锂离子电池，它是如何工作的？

锂离子电池是可充电电池，这意味着它们主要依靠锂离子在正负极之间的运动。在充电和放电过程中，Li+ 在两个电极之间嵌入和脱嵌。充电时，Li+从正极脱嵌，然后通过电解液嵌入负极，使负极处于富锂状态。放电时，反之亦然。

锂电池可分为锂电池和锂离子电池。我们在手机和笔记本电脑等日常小工具上使用锂离子电池，但我们通常将它们称为锂电池。一般来说，锂电池使用含锂的材料作为电极，这使其成为现代高性能电池的标志。真正的锂电池由于安全风险高，在我们的日常生活中很少使用。

高压。 单体电池工作电压高达3.7-3.8V（磷酸铁锂为3.2V），是镍镉和镍氢电池的三倍。
比能量大。 实际比能量约为555 Wh/kg，也就是说材料的比容量可以达到150 mAh/g以上（Ni-Cd的3-4倍，Ni-MH的2-3倍），接近其理论值的 88%。
循环寿命长。 一般充电可达500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂可达2000次以上。
小自放电 .在室温下，充满电的锂离子电池存放一个月后的自放电率约为 2%，远低于 Ni-Cd（为 25-30%）和 Ni-MH（为30-35%）。
快速充电。 1C充电30分钟可达到标称容量的80%以上，磷铁电池充电10分钟可达到标称容量的90%。
工作温度。 工作温度为 -25 至 45 °C。随着电解液和正极的改进，预计将扩大到-40~70℃。

容易变老。 与其他可充电电池不同，锂离子电池的容量会慢慢下降。下降的速度取决于使用的次数和温度。由于高温可能具有破坏性（电池材料会被分解），因此该特性更容易体现在具有高工作电流的电子产品中。
不容忍过度充电 .过度充电时，过度嵌入的锂离子会永久固定在晶格中，无法释放，导致电池寿命缩短。
不能容忍过度放电。 在过放电过程中，电极会脱嵌过多的锂离子，导致晶格崩塌，缩短电池寿命。
安全问题。 锂离子电池使用的有机电解液，使电池存在一定的燃烧甚至爆炸等安全隐患。

目前锂离子电池主要应用于以下领域。

在电子产品中的应用

锂离子电池可以做得更小更轻，因此广泛用于便携式电子产品。随着手机、数码相机、摄像机、笔记本电脑和掌上游戏机（PSP）的普及，锂离子电池市场保持快速增长。

在运输车辆上的应用

锂离子电池具有能量密度和功率密度好的优点。综合而言，它的性能优于其他电池，因此被广泛应用于电动自行车、电动汽车等各种电动汽车。

在航空航天中的应用

2004年，锂离子电池被用于火星着陆器和漫游者。此外，美国宇航局的太空探索局和其他太空机构正在考虑在太空任务中使用锂离子电池。目前，锂离子电池在航空领域的主要作用是为发射、飞行校正和地面运行提供支持。

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