2-20 锂离子蓄电池的工作原理是怎样的？

2-20 锂离子蓄电池的工作原理是怎样的？

如图2-13所示为锂离子蓄电池的工作原理。电池充电时，正极上锂原子电离成锂离子和电子（脱嵌），锂离子经过电解液运动到负极，得到电子，被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中（插入）；电池放电时，嵌在负极碳层中的锂原子，失去电子（脱插）成为锂离子，通过电解液，又运动回正极（嵌入）；锂离子蓄电池的充放电过程，也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程，同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多，充放电容量就越高。

图2-13　锂离子蓄电池的工作原理

锂离子蓄电池的正、负极的电化学反应分别为

LiMO2Li1–xMO2+xLi++xe

nC+xLi++xeLixCn

总的化学反应为

LiMO2+nCLi1–xNO2+LixCn

式中，M=Co、Ni、Fe、W等。

例如，以LiCoO2为正极材料、石墨为负极材料的锂离子蓄电池，正、负极的电化学反应分别为

LiCoO2Li1–xCoO2+xLi++xe

6C+xLi++xeLixC6

电池总的化学反应为

LiCoO2+6CLi1–xCoO2+LixC6