锂电池的结构及充放电原理分析
来源：宝鄂实业
2019-09-02 11:12
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锂电池的结构原理
如果见过锂电池电芯的话一定知道，它的外观跟我们常用的5号电池差不多，只是尺寸稍微大一点。我们从外部就能看到电池的正极和负极，以及整个电池的外壳。而电池内部的结构和工作原理又是怎样的呢？
电池内部主要由正极、负极、电解液和隔膜4部分组成，这些材料被封装在一个圆柱形的钢瓶内。由于正极材料上有很多微型的孔洞，所以可以储存大量电子。在放电过程中，这些电子通过外电路，移动到正极材料上。当电池接通外部用电器之后，会形成从正极到用电器再到负极的回路。这就是电池的基本工作原理。
电池的种类对电动车性能会有哪些影响？
锂电池的基本充放电原理图
负极材料其实是我们很常见的石墨。由于石墨天然具有很多孔洞，并且导电性好，其能够抓住电子的容量要大大超过正极材料。所以对于锂电池来说，主要的瓶颈卡在正极材料上。这也是各大电池公司为了提高锂电池的带电量（能量密度），不断的在对正极材料性能进行改进的原因。我们常说的三元锂和磷酸铁锂，指的都是正极材料。
电池的种类对电动车性能会有哪些影响？
被封装好的电芯（圆柱形）
在传统的铅酸电池领域，电解液采用的是成本极低的稀硫酸。这也是为什么我们有时在更换汽车电瓶时，一个新电瓶在首次使用的时候需要往里面加注一次液体，这个液体就是电解液。由于稀硫酸的主要成分是水，水在酸性粒子的作用下会产生导电性，所以可以在电池内部行成电流回路。但由于水的导电性差，传统铅酸电池的电压只有不到2伏，而我们使用的锂电池，单个电芯的电压可以达到3-4伏，所以需要用锂盐来替代传统的水基电解液。
隔膜的作用是用来阻断电子，让电子沿着外电路路径流动，但离子可以通过隔膜，这样既能行成回路，又不会让正负极短路。
锂电池的充放电原理
锂电池之所以能够充放电，其本质是在充电时把电能转化为化学能，在放电时把化学能转换成电能的过程。简单说就是，充电时锂离子从正极材料通过电解质嵌入到负极材料中；放电时锂离子从负极材料经过电解质嵌入到正极材料中，而电子则通过外电路，形成电流。对于锂离子电池而言，正极材料的性能至关重要，它必须具备良好的导电性能、与电解质有良好的相容性以及出色的稳定性。
