锂离子电池充放电的基本原理是什么

锂离子电池充放电的基本原理

先明确两个概念，一，电池是将氧化还原反应的化学能转化为电能的装置。典型特点就是电极上反应物得失电子，通过外电路流动，进而便出现了电流。正负极之间的电荷传递是通过电解液中阴阳离子的运动形成的。

二，二次电池是指可多次再充放电的电池，其内部发生的电化学反应是可逆的。电池放电，内部的A物质变成B物质，化学能变成电能；而充电时，B物质又能够变回A物质，电能变成化学能储存。

充电时锂离子从正极材料的晶格中脱出经过电解质嵌入到负极材料层中；放电时锂离子从负极材料晶格中脱出，经过电解质嵌入到正极材料中。而电子则通过外电路，形成电流。

锂离子电池充放电反应过程为：

式中，Y为过度金属，在钴酸锂离子电池（LiCoO2）中Y为钴（Co），在锰酸锂离子电池中就是锰（Mn）。关于三元锂离子电池就是镍钴锰酸锂[Li（NiCoMn）O2]中的NiCoMn，关于磷酸铁锂（LiFePO4）电池，就是FePO4。

另外，正极负极指电位高低，阴极阳极则通过得失电子区分，得电子的电机发生还原反应是阴极，失电子发生氧化反应是阳极。充电和放电正负极不变，而阴阳极会反向。

关于锂离子电池而言，正极材料的开发是其关键技术。理论上，根据上述反应化学式，可以实现锂离子脱嵌的物质都可以作为正极材料，但实际上，这并非易事。出于性能考虑，它要有良好的导电性、较大的放电倍率以及与电解质良好的相容性；出于寿命考虑，它要有高度的可逆性和较弱的极化效应，出于安全考虑，它要保证良好的稳定性和温和的电极过程动力学。