锂电池工作原理(锂电池原理及结构)

先简单介绍一下锂离子电池的工作原理，就是锂离子不断在正负极之间来回运动。这种高度可逆的氧化还原反应体系构成了锂离子电池的充放电过程。

以锂离子电池为例。我们都知道，电池的工作原理是在充放电发生时，锂离子不断地在电池的正极和负极之间来回奔跑，电子沿着导线向外来回运动，从而实现电能和化学能相互转化的过程。

为什么掺硅锂可以增加电池容量？这要从锂离子电池的工作原理说起。锂离子电池的本质是浓缩电池，又称“摇椅电池”。锂离子在正负极材料之间来回跑，就是电池的充放电过程。充电时，锂离子从正极材料中分离出来，通过隔膜和电解液游向负极；放电时，锂离子从负极材料中分离出来，并通过隔膜和电解质游向正极。按照一种直观的理解，正负极材料中能包含的锂离子越多，电池的容量就越大。

只要不跳过高中化学课断电化学这一课，基本上就能理解上面的电池原理。高中化学书上描述的原电池使用的是氢离子，原理和现在的锂离子电池一样，只是正负极材料和电解液都换了，氢离子换成了锂离子。

锂离子电池是指以锂离子(符号Li+)嵌入化合物为正负极的二次电池，也就是我们常说的充电电池。它主要取决于锂离子在阳极和阴极之间的运动。比如充电时，Li+从正极脱出，通过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反，这个过程主要由以下组件完成。

以前电池充电慢是由电池的物理特性决定的。根据电池充电的工作原理，锂离子从正极出发后，会穿过隔膜和电解液到达负极。这个过程包括三个步骤:脱离、迁移和插层。如果单位时间内有更多的锂离子迁移嵌入，充电速度会更快。但问题是，无论是嵌入还是迁移，锂离子的迁移效率都极其缓慢。

锂离子电池工作原理锂离子电池的工作原理

废旧锂电池通过锂电池破碎回收设备进行分离再生，得到锂电池内部的内容物，塑料外壳和金属材料将被分离出来进行下一步处理。正极材料包括锰酸锂、镍酸锂和钴酸锂；负极活性材料包括软碳、硬碳和石墨；电解质可以直接溶解在电解液中。废旧锂电池被分离成我们需要的原料。锂电池回收设备会用多刀对原料进行破碎、粉碎，并通过风选设施进行分离。还有一个脉冲除尘设备，用于收集分离和后续过程中产生的粉尘。在电池的整个生命周期中形成一个绿色、高质量的闭合循环系统。锂电池破碎回收设备主要利用废弃锂电池正负极片中的铝泊、铜泊和正负极材料进行分离回收。

以上是锂离子电池的工作原理。显然，它的充放电过程实际上就是锂离子和电子的往复运动过程。充电时给电池通电，使锂离子和电子沿着不同的路径跑到石墨层。这个时候，锂原子很不稳定；放电是给电池施加一个负载，让锂离子和电子可以沿着之前的路径跑到金属氧化物一侧。此时，锂原子作为金属氧化物的一部分相对稳定。

虽然上述两种电池的材质和优缺点不同，但从微观角度来看，两种电池的工作原理也是锂离子在正负极之间来回迁移的过程。

以锂离子电池为例。电池的工作原理是锂离子在电池的正负极之间来回奔跑，产生的化学能和电能相互转化。能够运行的锂离子越多，电池就越好。从这个角度来看，电池续航能力下降是因为能跑的锂离子越来越少。