锂电池的工作原理与干电池的原理分析
来源：宝鄂实业
2020-02-20 10:34
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锂电池的工作原理介绍
锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。
锂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。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”。
充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集，得到电子，被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子，进入电解液，电解液内的Li+向正极移动。
一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。
锂电池的组成结构
锂离子电池一般包含三个主要成分：阳极，阴极，电解质。
阳极：在放电过程中电子通过外电路转移走，电极材料被氧化。大部分商用的电池使用基于炭/石墨的电极材料；不过金属或者合金也可以作为阳极材料。
阴极：在放电过程中，通过外电路接收电子；通常使用过渡金属氧化物或者磷化物来作为阴极材料。
电解质：电解质是一个离子导体，电子的不良导体。电解质阻隔电池的阴阳极，同时能提供电子转移的媒介。电解质一般使用一些非水的有机溶剂，里面溶解一些含Li+的盐。比如LiPF6溶解在碳酸丙烯酯中。
干电池的原理
干电池的主要工作原理就是氧化还原反应在闭合回路中实现！化学方程式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O。普通干电池大都是锰锌电池，中间是正极碳棒，外包石墨和二氧化锰的混合物，再外是一层纤维网。网上涂有很厚的电解质糊，其构成是氯化氨溶液和淀粉，另有少量防腐剂。
干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池，它碳棒以为正极，以锌筒为负极，把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼，锌失去电子被氧化，锰得到电子被还原。
干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域，十分好用。
