科普中国｜深入了解锂电池的工作原理与充放电过程

科普中国｜深入了解锂电池的工作原理与充放电过程

引用

百度

1.

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1824442573972188110

锂电池是一种广泛应用于便携式电子设备、电动汽车以及电力储能系统的高效能源存储装置。其核心优势在于高能量密度、低自放电率、无记忆效应以及长寿命等特点。那么，锂电池究竟是如何工作的呢？让我们一起来了解一下。

锂电池的组成及工作原理

锂电池主要由正极、负极、隔膜、电解液以及外壳等部分组成。其核心工作机制在于锂离子在正负极间的往复运动，即嵌入与脱嵌，这一过程支撑了能量的储存与释放。

锂电池的充放电过程

充电过程

当对锂电池进行充电时，正极材料中的锂元素被氧化，从而失去电子变为锂离子。在电场力的推动下，这些锂离子会穿越电解液，经过隔膜上的微小孔隙，朝向负极方向移动。同时，电子则通过外部电路从正极流向负极，形成电流。当锂离子抵达负极后，它们会嵌入石墨的层状结构中，如同货物被妥善存入仓库。至此，电池便完成了充电过程，成功储存了电能。

放电过程

当锂电池与用电器相连时，电池便开始放电。此时，负极中的锂离子发生还原反应，从石墨的层状结构中释放出来，并再次穿越隔膜和电解液，朝着正极方向移动。与此同时，电子通过外部电路从负极出发，流向正极，与锂离子在正极处汇合。这一系列连续的反应过程，使得电子产生定向移动，从而形成了电流，为用电器提供了必需的电能。

锂电池的优点

锂电池凭借其高能量密度、低自放电率、无记忆效应以及长寿命等特点，在便携式电子设备、电动汽车以及电力储能系统等多个领域得到了广泛的应用。