锂离子电池的工作原理及组成分析

低能量密度、循环寿命有限等使用问题常常被人们诟病，但是与这些问题相比，电池安全问题却是人们关注的焦点。

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。低能量密度、循环寿命有限等使用问题常常被人们诟病，但是与这些问题相比，电池安全问题却是人们关注的焦点。

近些年，由于电池安全问题引发的事故比比皆是，很多问题造成的后果触目惊心，比如震惊业界的波音787“梦幻”客机锂电池起火事件，以及SamsungGalaxyNote7大范围的电池起火爆炸事件，给锂离子电池的安全性问题再次敲响了警钟。

锂离子电池的组成及工作原理

锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜以及外部连接、包装部件构成。其中，正极、负极包含活性电极物质、导电剂、粘结剂等，均匀涂布于铜箔和铝箔集流体上。

锂离子电池的正极电位较高，常为嵌锂过渡金属氧化物，或者聚阴离子化合物，如钴酸锂、锰酸锂、三元、磷酸铁锂等;锂离子电池负极物质通常为碳素材料，如石墨和非石墨化碳等;锂离子电池电解液主要为非水溶液，由有机混合溶剂和锂盐构成，其中溶剂多为碳酸之类有机溶剂，锂盐多为单价聚阴离子锂盐，如六氟磷酸锂等;锂离子电池隔膜多为聚乙烯、聚丙稀微孔膜，起到隔离正、负极物质，防止电子通过引起短路，同时能让电解液中离子通过的作用。

在充电过程中，电池内部，锂以离子形式从正极脱出，由电解液传输穿过隔膜，嵌入到负极中;电池外部，电子由外电路迁移到负极。在放电过程中：电池内部锂离子从负极脱出、穿过隔膜，嵌入到正极中;电池外部，电子由外电路迁移到正极。随着充、放电，迁移于电池间的是“锂离子”，而非单质“锂”，因此电池被称为“锂离子电池”。