讲解锂离子电池与锂金属电池的工作原理

锂离子电池的工作原理

锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为摇椅电池。

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，达到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。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。

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。

锂金属电池工作原理

金属锂离子电池跟普通干电池的原理相同，它是用金属锂作为电极，通过金属锂的腐蚀或叫氧化来出现电能的，用完就废了，不能充电。

锂金属电池技术是一项工程突破，它将大大改善电池性能，增强电池的电量持久力，大幅改观电力存储的经济效益，促进消费类电子产品的升级转型，对人类生活具有重大意义。

锂金属电池是指利用金属锂作为负极的电池，与其相搭配的正极材料可以是氧气、单质硫、金属氧化物等物质。锂金属电池（LMBs）是最有希望的下一代高能量密度存储设备之一，能够满足新兴行业的严格要求。然而，直接应用金属锂可能带来安全问题、较差的倍率和循环性能，甚至负极材料在电池内部的粉碎。

金属锂离子电池和锂离子电池的差别是金属锂离子电池是一次性电池，锂离子电池是可充电循环电池！金属锂离子电池跟普通干电池的原理相同，它是用金属锂作为电极，通过金属锂的腐蚀或叫氧化来出现电能的，用完就废了，不能充电；锂离子电池一般用钴酸锂做正极，碳做负极，中间填充电解液以形成离子游离的通道，用隔膜来分离正负极防止短路。

金属锂的性能非常的活泼，还原性也较强，它在沉积的过程中存在的一种致密度就显得非常重要，这种物质可以很好的减少金属锂与电解液的一些接触面积，同时也能够避开一些副用途的发生，从而促进循环寿命的上升。

金属锂的理论比容量为3860mAh/g，本身又具有最佳的导电性，因此是一种理想的锂离子电池负极材料，然而金属锂负极在使用过程中面对着金属锂枝晶和死锂等问题，不仅严重影响金属锂离子电池的循环性能，还会造成严重的安全隐患。