鋰離子電池的工作原理

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi++Xe-=LixC6

充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

不斷上漲的價(jià)格可能對(duì)鋰離子電池造成問題，因?yàn)槌杀臼亲璧K其擴(kuò)展到可再生能源應(yīng)用的重要因素。盡管如此，鋰目前并不是鋰離子電池成本的重要因素。鋰用于陰極和電解質(zhì)，這僅占總成本的一小部分。在這些成分中，加工成本和陰極中鈷的成本是重要因素。鑒于鋰離子電池的基本優(yōu)點(diǎn)，在未來許多年里，鋰離子電池將完全有可能繼續(xù)主導(dǎo)便攜式電化學(xué)儲(chǔ)能。

由于鋰離子電池是便攜式電化學(xué)儲(chǔ)能的首選來源，提高其成本和性能可以極大地?cái)U(kuò)展其應(yīng)用范圍，并使得依靠?jī)?chǔ)能的新技術(shù)成為可能。迄今為止，鋰離子電池的大量研究一直處于電極材料中。具有較高倍率容量、較高充電容量和（關(guān)于陰極）足夠高的電壓的電極可以提高鋰離子電池的能量和功率密度，并使其更小和更便宜。

鋰離子電池具有明顯的基本優(yōu)勢(shì)和幾十年的研究，使其發(fā)展成為當(dāng)今的高能量密度、高循環(huán)壽命、高效率的電池。近二十年來，鋰離子電池電極材料的研究一直是令人振奮的。隨著新材料和策略的發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池?zé)o疑將在未來幾年對(duì)我們的生活出現(xiàn)越來越大的影響。

鋰離子電池以其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)成為未來十年電動(dòng)汽車用電池首選。目前，消費(fèi)類電子產(chǎn)品占鋰離子電池需求的58%，鋰離子電池在消費(fèi)類電子產(chǎn)品方面的應(yīng)用重要包括：手機(jī)、個(gè)人電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電源、電子煙等。