锂离子电池是如何进行工作的？

锂离子电池的工作原理

锂离子电池是继镉镍、氢镍电池后发展最快的二次电池。锂离子电池的正负极活性物质均为能够可逆地嵌入-脱出锂的化合物，其中至少有一种电极材料在组装前处于嵌锂状态，如过渡金属氧化物LiCoO2、LiNiO2及LiMn2O4等作为正极，选用各种碳材料、金属氧化物或合金等作为负极材料。

锂离子电池的工作原理，以石墨为负极、LiCoO2为正极。充电时，锂离子从正极材料中脱出，在电化学势梯度的驱使下经过电解液向负极迁移，电荷平衡要求等量的电子在外电路下从正极流向负极，到达负极后得到电子的锂离子再嵌入到负极材料晶格中;放电时则以相反过程进行，即锂离子离开负极晶格，嵌入正极重新形成LiCoO2。
 

充放电过程反应式为：

正极反应：

LiCoO2?Li1-xCoO2+xe+xLi+

负极反应：

xLi++xe+nC?LixCn

电池反应：

LiCoO2+nC?Li1-xCoO2+LixCn

锂离子电池的工作原理除了“氧化-还原”以外，还基于电化学嵌入-脱出反应，即锂离子电池在充放电过程中，锂以离子形式(Li+)作为能量交换的载体，通过电解液，利用锂离子的嵌入和脱出，在正负极之间摇摆，达到能量交换的目的。与其他电池相比，锂离子电池具有能量密度高、平均输出电压高、充电效率高、自放电效率低、安全性能好、循环和使用寿命长等优点。