鋰離子電池產(chǎn)生電的工作原理和種類

1. 什么是鋰離子電池？

鋰離子電池是裝在我們?nèi)粘Ｋ玫?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/11230/" target="_blank">智能手機(jī)和筆記本電腦等設(shè)備里的充電式電池。電池的原型發(fā)明于18世紀(jì)末，其后經(jīng)過(guò)二百多年的歲月發(fā)展至今。鋰離子電池是在電池發(fā)展過(guò)程中誕生的現(xiàn)在最新型電池之一。

鋰離子電池的特點(diǎn)

電池分為只能用一次的干電池“一次電池”和能多次充電使用的電池“二次電池”。鋰離子電池是能夠充電的二次電池，與其他類型的電池相比，不僅能小型輕量化，而且能儲(chǔ)存的電能高。

2. 鋰離子電池產(chǎn)生電的工作原理

除了鋰離子電池之外，電池還有其他各種類型，實(shí)際上電池產(chǎn)生電的基本工作原理都相同。

電池里有使用金屬材料的正電極（正極）和負(fù)電極（負(fù)極），借由離子而導(dǎo)電的物質(zhì)（電解質(zhì)）充滿在正負(fù)極之間。金屬電極被電解質(zhì)熔化，分為離子和電子，電子從負(fù)極向正極移動(dòng)產(chǎn)生電流，這時(shí)便產(chǎn)生電。二次電池是在開(kāi)始使用電池之前通過(guò)充電，預(yù)先將電子儲(chǔ)蓄在負(fù)極，使用電池時(shí)儲(chǔ)蓄的電子向正極移動(dòng)從而產(chǎn)生電。

鋰離子電池是預(yù)先在正極使用含鋰金屬化合物，負(fù)極使用能吸儲(chǔ)鋰的碳(石墨)。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，無(wú)須如傳統(tǒng)電池一般由電解質(zhì)熔化電極就能發(fā)電，從而減緩了電池本身的老化，不僅能儲(chǔ)蓄更多的電，充放電的次數(shù)也得以增加。此外，鋰是非常小而輕的物質(zhì)，從而能使電池具有小型輕量化等各種優(yōu)點(diǎn)。

鋰離子電池產(chǎn)生電流的工作原理

3. 鋰離子電池也有不同的種類嗎？

根據(jù)正極所用的金屬材料的不同，鋰離子電池分為幾個(gè)種類。最初鋰離子電池的正極所用的金屬材料是鈷。不過(guò)鈷的產(chǎn)量幾乎與鋰同樣少，也是稀有金屬，制造成本高。因此開(kāi)始使用廉價(jià)且環(huán)境負(fù)荷小的材料，例如錳、鎳、鐵等金屬。鋰離子電池按其所使用的材料而分類，下面來(lái)看看各種類分別都有哪些特點(diǎn)。

鋰離子電池的種類和特點(diǎn)

鈷系鋰離子電池

正極使用鈷酸鋰。鈷酸鋰比較容易合成，便于使用，因而鋰離子電池最早量產(chǎn)的是鈷酸鋰離子電池。但由于鈷是稀有金屬，價(jià)格昂貴，幾乎沒(méi)有被用于汽車(chē)零件。

錳系鋰離子電池

正極使用錳酸鋰。優(yōu)點(diǎn)是電壓能與鈷系鋰離子電池差不多，而且制造成本廉價(jià)。缺點(diǎn)是充放電中錳可能會(huì)熔化于電解質(zhì)，縮短電池的壽命。

磷酸鐵系鋰離子電池

正極使用磷酸鐵鋰。磷酸鐵系鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)在于即使內(nèi)部發(fā)熱結(jié)構(gòu)也難以損壞，安全性高，而且以鐵為原料，制造成本比錳系更低。但是電壓比其他的鋰離子電池低。

三元系鋰離子電池

三元系鋰離子電池是為了減少鈷的用量，使用鈷、鎳、錳三種材料制造的電池?，F(xiàn)在三元系鋰離子電池大多鎳的比例較高。雖然電壓比鈷系、錳系略低，但能減少制造成本。不過(guò)雖說(shuō)如此，各個(gè)材料的合成制備較難，穩(wěn)定性低等，作為實(shí)用材料尚存在有待解決的課題。