什么是鋰離子電池，它是如何工作的?

事實(shí)上，根據(jù)經(jīng)典的電化學(xué)命名規(guī)則，充電電池的命名應(yīng)該是正極在前，負(fù)極在后，所以電池系統(tǒng)應(yīng)該命名為氧化鋰-石墨充電電池。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)名字很難記住，因?yàn)槌浞烹姷倪^(guò)程是通過(guò)鋰離子的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，日本人把它命名為鋰離子電池，簡(jiǎn)稱(chēng)鋰離子電池。

一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池重要包括正極、負(fù)極、膜和電解質(zhì)四部分。陰極材料一般是富含鋰的層狀化合物。目前，常用的商用陰極材料有鋰鈷氧化物(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和三元材料(limnxco1-x-yniyo2)。負(fù)極材料重要是一些嵌鋰電勢(shì)的元素或化合物，大致可分為碳負(fù)極材料和非碳負(fù)極材料。隔膜重要是用來(lái)防止正負(fù)兩極之間的直接接觸,導(dǎo)致短路,一般不導(dǎo)電高強(qiáng)度薄膜聚烯烴多孔膜,如PP、PE、PP/PE、PP/PE/PP,它有一定的孔徑和孔隙率,以確保低電阻和高離子電導(dǎo)率。電解質(zhì)是電池正極和負(fù)極鋰離子傳輸?shù)妮d體。電解液中常用的電解質(zhì)有LiPF6、LiClO4等，溶劑重要有EC、DMC、PC、ClMC。

鋰離子電池充電時(shí)，鋰離子從正極的富鋰層狀化合物中析出，通過(guò)電解液和膜嵌入負(fù)極材料中。此時(shí)，負(fù)極變?yōu)楦讳噾B(tài)和貧鋰態(tài)。相反，在放電過(guò)程中，Li+首先從陰極材料中析出，然后通過(guò)電解液回到正極。此時(shí)，電子通過(guò)外部電路從負(fù)極流向正極，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)充放電過(guò)程中的電荷守恒。由于鋰離子可以反復(fù)嵌入和移除正極和負(fù)極材料，鋰離子電池可以回收利用。此外，假如用一些石墨陰極材料代替鋰金屬，可以防止鋰枝晶的出現(xiàn)，從而提高鋰離子電池的安全性能。以下是LiFeO4作為鋰離子電池正極材料，碳作為正極材料時(shí)的反應(yīng)方程: