鋰離子電池的工作原理及化學(xué)反應(yīng)

鋰離子電池工作原理

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi++Xe-=LixC6

充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

鋰離子電池的應(yīng)用

鋰電池上游是鋰電池材料所需的礦產(chǎn)資源，中游為鋰電池生產(chǎn)廠商，包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、導(dǎo)電劑和粘合劑的生產(chǎn)等，下游主要是鋰電配套應(yīng)用領(lǐng)域，目前已廣泛用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、工業(yè)儲(chǔ)能。

鋰電池以其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)成為未來十年電動(dòng)車用電池首選。目前，消費(fèi)類電子產(chǎn)品占鋰電池需求的58%，鋰電池在消費(fèi)類電子產(chǎn)品方面的應(yīng)用主要包括：手機(jī)、個(gè)人電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電源、電子煙等。

鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)

●鋰電池能量密度大，平均輸出電壓高。自放電小，每月在10%以下。沒有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%，而且輸出功率大。使用壽命長。沒有環(huán)境污染，被稱為綠色鋰電池。

●鋰離子電池以1C倍率進(jìn)行充、放電，其循環(huán)壽命大于等于500次，第500次時(shí)的電容量，大于標(biāo)稱銅梁70%。而鉛酸電池即使以0.5放電，以0.15C以充電，其循環(huán)壽命小于等于350次，電容量小于等于60%。

●鋰離子電池可在-25度時(shí)正常工作，其電容量可達(dá)標(biāo)稱容量的70%，而鉛酸電池在-10度時(shí)的電容量的50%，在-25度時(shí)能正常工作。

●荷電保持能力強(qiáng)：將充滿電的鋰離子電池組，放置兩個(gè)月后，其電容量大于等于80%，而鉛酸電池放置兩個(gè)月，僅為標(biāo)稱容量的40%-50%。

●續(xù)行能力強(qiáng)，由于鋰離子電池組的重量僅為鉛酸電池的30%，因此在相同的電壓，電容量下，鋰離子電池的續(xù)行能力強(qiáng)。