锂离子电池是如何工作的?
锂离子是采用含有锂元素的材料作为电极的电池,它是现代高性能电池的代表。目前,我们用的手机、笔记本电脑、数码摄像机等都是使用的锂离子电池。锂离子电池是一种可以充电的电池,它重要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作。通常人们把锂离子进入正极材料的过程叫嵌入,离开的过程叫脱嵌;锂离子进入负极材料的过程叫插入,离开的过程叫脱插。锂离子电池是由锂离子电池发展而来。
很多人的误区是锂离子电池中有金属锂的存在,但其实只是锂离子的化合物,这种在正极上使用的化合物能够在充电时会分解出锂离子,以碳素材料为负极的蓄电池。锂离子嵌入和脱离正极化合物的过程就是蓄电池充电和放电的过程,这个过程同时伴随着与锂离子等量电子的嵌入和脱离。
锂离子电池是如何进行充电放电工作的?
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
充电过程中锂离子无法插入;过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构,而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。
在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。假如我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
锂离子电池放电:放电的过程与充电的过程相反,负极的锂离子脱离碳素材料的小孔,返回正极。回到正极的锂离子的数量越多,电池的电量使用的就越多,剩余电量就越少。
锂离子电池充电:充电的过程就是锂离子生成和运动的过程,电池正极的化合物出现大量的锂离子,进过电解液之后,锂离子由正极运动到负极。而锂离子电池的负极是由碳素材料构成的,到达负极的锂离子会嵌入在碳素材料的小孔中,碳素材料能够容纳的锂离子越多,电池能够容纳的电量就越大,也就是常说的容量(mAh)。