锂离子电池工作原理与锂离子电池的应用分析

随着手机、数码产品、电动汽车的普及，锂离子电池在人们生活当中扮演着越来越重要的角色。今天就就和存能小编一起来聊一聊锂离子电池工作原理及其应用。

一项科技产品诞生往往会改变人们的生活，为人们的生活带来极大的便利。可能很多人都还记得，以前用过的手电筒里面的电池，那是用一根石墨棒外面包裹着碳来发电的。这种电池重量大而且还不能循环使用，处理的时候还不能扔进垃圾箱，因为它会破坏土地的生长能力。就被慢慢的淘汰了，取而代之的就是锂离子电池。

锂离子电池的正极材料重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。

锂离子电池工作原理

锂离子电池放电是靠化学的氧化还原反应。放电时，也就是我们在使用电池消耗电量的时候，它的正极会嵌入锂离子，负极锂离子落嵌。充电的时候正好相反。他这种离子的得失会形成一定的电压，使得电池出现电量。

1、电池充电时，Li从磷酸铁锂晶体内面迁移到晶体表面，在电场力的用途下，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到石墨晶体的表面，然后嵌入石墨晶格中。与此同时，电子经导电体流向正极的铝箔集电极，经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体，再经导电体流到石墨负极，使负极的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后，磷酸铁锂转化成磷酸铁。

一般锂离子电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应要时间。就跟倒啤酒相同，倒太快的话会出现泡沫，反而不满。

2、电池放电时，Li从石墨晶体中脱嵌出来，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后重新经010面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。与此同时，电池经导电体流向负极的铜箔集电极，经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体，再经导电体流到磷酸铁锂正极，使正极的电荷达至平衡。

锂离子电池的应用

一、交通动力电源领域重要包括：电动自行车、电动摩托车、电动汽车(电动大巴/中巴车、电动特种车

二、电力储能电源领域重要包括：大型太阳能/风能电力储能系统、电网调峰电源、电力专用不间断电源系统、一体化电源系统、光伏离网并网储能电站系统

三、移动通信电源领域重要包括：一体化锂离子电池电源、户外一体化基站锂离子电池电源、边际网基站锂离子电池电源、非物理站点锂离子电池备电、FTTX的多种锂离子电池备电、通信机楼336VHVDC数据中心备电、可再生能源基站电源、IDC机楼的铁锂离子电池储能电站

四、新能源储能动力电源：太阳能路灯、草坪灯、矿灯、应急灯、庭院灯、高杆灯、起动电源、电动工具、电动玩具、电动割草机，电动捕鱼器等、电动模型、航模、电动机器人

五、航天特种电源：大型舰船类动力电源、特种飞行器所用动力电源、航天载具动力电源系统、特种装甲，民用大型挖掘器械所用动力电源

锂离子电池的安全隐患

一般来说，锂离子电池出现安全问题表现为燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控，除此之外，一些外部因素，如过充、火源、挤压、穿刺、短路等问题也会导致安全性问题。锂离子电池在充放电过程中会发热，假如出现的热量超过了电池热量的耗散能力，锂离子电池就会过热，电池材料就会发生SEI膜的分解、电解液分解、正极分解、负极与电解液的反应和负极与粘合剂的反应等破坏性的副反应。