锂离子电池的基本原理是什么

锂离子电池是一种可反复充放电的二次电池。他的重要组成部分有：正极、负极、隔膜和电解液。如下图所示，充电时锂离子从正极脱出，经过电解质进入到负极，同时释放的电子从外部电路转移至负极，维持电荷平衡；放电时锂离子从负极脱出，经过电解质进入正极，而电子从负极经外部电路到达正极。在每一次充放电循环过程中，锂离子（Li＋）充当了电能的搬运载体，周而复始的从正极→负极→正极来回的移动，与正、负极材料发生反应，将化学能和电能相互转换，实现了电荷的转移，这就是锂离子电池的基本原理。

容易激动的正负电极

锂离子电池能将电能和化学能相互转换进而实现能量的存储和释放，条件之一是正负极的材料要活泼，要容易氧化和还原，要很容易参与化学反应从而实现能量转换。其二是要存在有电位差的正负极材料来实现电荷移动。经过长期的研究和探索，人们找到了几种锂的金属氧化物，如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等材料，作为电池正极活性物质。

负极通常选择石墨或其他碳材料做活性物质，也是遵循上述的原则，既要求是好的能量载体，又要相对稳定，还要有相对丰富的储量，便于大规模制造，碳元素就是一个相对优化的选择。

放电也需分场合

如上所述，锂离子通过电解质流动，而反应出现的电子通过外部电路做功。因此，电池系统必须保证锂离子和电子的流动，也就是说，它必须是一个好的离子导体和一个电子导体。许多电化学活性材料都不是良好的电子导体，因此要添加一些导电材料，如炭黑。为了将电极材料和导电剂固定在一起，还要添加一些粘合剂。在这种情况下，电化学反应只能发生在活性物质、导电剂和电解质相遇的地方。

虽然锂离子流经电解质，但正极和负极必须在物理上分开。为了防止短路造成能量的剧烈释放，就要用一种材料将正负极隔离开来。这要求材料具有良好的离子通过性，能给锂离子开放通道，让其可以自由通过，同时又是电子的绝缘体，以实现正负极之间的绝缘。目前的锂离子电池使用的是聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）制备成的多孔隔膜。