锂电池工作原理及充放电原理

来源：宝鄂实业 2019-12-28 18:31 点击量：次

锂电池工作原理及充放电原理，锂电池充电器原理。锂电池的充放电不是通过传统的电子传递方式实现的，而是通过锂离子进出晶体层的强材料，能量发生变化。根据锂电池的结构特点，最大充电结束电压为4.2v，不能过度充电，否则电池会因正极锂离子带走过多而报废。

锂电池的工作原理。JPG

锂离子电池的工作原理

锂电池在结构上有五个主要组成部分:正极、负极、电解质、膜、外壳和电极引线。锂离子电池是一种二次电池，其工作原理是锂离子在正极和负极之间移动。在充放电过程中，Li+在两个电极之间来回嵌入和去嵌入。充电时，Li+从正极上脱嵌，通过电解液嵌入负极。负极处于富锂状态。当卸货时，情况正好相反。

锂离子电池的充放电过程是锂离子在正极和负极材料中嵌入和去嵌入，同时伴随着能量吸收和释放的过程。充电锂离子电池:锂离子与正极材料脱离，通过电解液到达负极。吸收电子后，将其嵌入阳极材料中，形成高能嵌入化合物。

1. 当充电

在电场的驱动下，锂离子从正极晶格中逸出，穿过电解质，嵌入负极晶格中。在充电开始时，应先测试待充电电池的电压。如果电压低于3V，应先对电池进行预充电。充电电流为设定电流的1/10，一般在0.05c左右。锂电池的充电电流一般设定在0.2c到1C之间。电流越高，充电越快，电池发热越高。更重要的是，如果电池充满太多的电流，容量是不够的，因为电池内部的电化学反应需要时间。就像倒啤酒一样，倒得太快会产生泡沫和不满。

2. 当放电

在相反的过程中，锂离子回到正极，电子通过电器的外部电路到达正极，与锂离子重新结合。放电电流越大，放电容量越小，电压降越快。

锂电池的充放电过程就是锂离子的嵌入和去嵌入过程。锂离子的包埋和去包埋伴随着锂离子等等价电子的包埋和去包埋(传统上正极用包埋或去包埋表示，负极用包埋或去包埋表示)。在充放电过程中，锂离子在正极和负极之间来回插入/脱嵌和插入/脱插，就是俗称的“摇椅电池”。

锂电池特性

1. 较高的重量能比和体积能比;

2. 高电压。单个锂电池的电压为3.6v，等于三个镍镉或镍氢充电电池的串联电压;

3.自放电小，储存时间长，这是电池最突出的优点;

4. 没有记忆效应。锂电池没有镍镉电池所谓的记忆效应，所以锂电池在充电前不需要放电;

5. 寿命长。在正常工作条件下，锂电池的充放电次数远远超过500次;

6. 可以快速充电。锂电池通常能以0.5 ~ 1倍容量的电流充电，将充电时间缩短至1 ~ 2小时。

7. 可随意并联使用;

8. 锂电池是现代最先进的绿色电池，因为它不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境没有污染。