锂离子电池的工作原理及化学反应

锂离子电池工作原理

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe-=LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂离子电池的应用

锂电池上游是锂电池材料所需的矿产资源，中游为锂电池生产厂商，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂和粘合剂的生产等，下游主要是锂电配套应用领域，目前已广泛用于消费类电子产品、电动汽车、工业储能。

锂电池以其优越的性能和成熟的技术成为未来十年电动车用电池首选。目前，消费类电子产品占锂电池需求的58%，锂电池在消费类电子产品方面的应用主要包括：手机、个人电脑、平板电脑、数码相机、移动电源、电子烟等。

锂离子电池的优势

●锂电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染，被称为绿色锂电池。

●锂离子电池以1C倍率进行充、放电，其循环寿命大于等于500次，第500次时的电容量，大于标称铜梁70%。而铅酸电池即使以0.5放电，以0.15C以充电，其循环寿命小于等于350次，电容量小于等于60%。

●锂离子电池可在-25度时正常工作，其电容量可达标称容量的70%，而铅酸电池在-10度时的电容量的50%，在-25度时能正常工作。

●荷电保持能力强：将充满电的锂离子电池组，放置两个月后，其电容量大于等于80%，而铅酸电池放置两个月，仅为标称容量的40%-50%。

●续行能力强，由于锂离子电池组的重量仅为铅酸电池的30%，因此在相同的电压，电容量下，锂离子电池的续行能力强。