锂离子电池的充放电原理是什么？

1锂离子电池的充放电原理

目前锂离子电池公认的基本原理是所谓的"摇椅理论"。锂离子电池的充放电不是通过传统的方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层状物质的晶体中的出入，发生能量变化。在正常充放电情况下，锂离子的出入一般只引起层间距的变化，而不会引起晶体结构的破坏，因此从充放电反映来讲，锂离子电池是一种理想的可逆电池。在充放电时锂离子在电池正负极往返出入，正像摇椅相同在正负极间摇来摇去，故有人将锂离子电池形象称为摇椅池。

电池由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。一般采用嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等。

2锂离子电池充放电对寿命的影响

锂离子电池每一个充电放电过程，称为一个充电循环。锂离子电池从工作开始，每个循环后的容量都会出现轻微下降，这是由电池的电极材料的性质决定的。

按照国家标准，当容量下降到额定容量的60%时，即认为电池寿命结束。通常锂离子电池寿命不小于500次循环，就是指500次充电循环后，容量不小于额定容量的60%。依一般的电池使用三天一充。这样电池的寿命应在4年。锂离子电池的最佳使用环境温度在10℃30℃之间，在这个范围内使用，对手机电池的工作性能和使用寿命都比较好，在过冷或过热的环境中使用，都不利于手机电池发挥出最大效能，不会达到最长的通话或待机时间。尽量防止手机在0℃以下和40℃以上使用，在这个环境温度下，你会发现手机待机时间明显缩短，电池电量下降很快，长期这样使用，电池的寿命也会大大缩短。同理，在给锂离子电池充电时，环境温度也不宜过高或过低。温度过低会导致充电时间延长；温度过高影响电池的使用寿命。

超常时间充电和完全用空电量会造成过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。

这也是锂离子电池为何通常配有充放电的控制电路的原因。锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。使用说明中的"使用一个月左右应该全充放一次"的做法重要的用途应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。