鋰離子電池的工作原理與干電池的原理分析

鋰離子電池的工作原理介紹

鋰離子電池是一種充電電池，它重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現代高性能電池的代表。

鋰離子電池以碳素材料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為搖椅電池。

充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負極聚集，得到電子，被還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極碳素材料中的Li失去電子，進入電解液，電解液內的Li+向正極移動。

一般鋰離子電池充電電流設定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時電池發熱也越大。而且，過大的電流充電，容量不夠滿，因為電池內部的電化學反應要時間。就跟倒啤酒相同，倒太快的話會出現泡沫，反而不滿。

鋰離子電池的組成結構

鋰離子電池一般包含三個重要成分：陽極，陰極，電解質。

陽極：在放電過程中電子通過外電路轉移走，電極材料被氧化。大部分商用的電池使用基于炭/石墨的電極材料；不過金屬或者合金也可以作為陽極材料。

陰極：在放電過程中，通過外電路接收電子；通常使用過渡金屬氧化物或者磷化物來作為陰極材料。

電解質：電解質是一個離子導體，電子的不良導體。電解質阻隔電池的陰陽極，同時能供應電子轉移的媒介。電解質一般使用一些非水的有機溶劑，里面溶解一些含Li+的鹽。比如LiPF6溶解在碳酸丙烯酯中。

干電池的原理

干電池的重要工作原理就是氧化還原反應在閉合回路中實現！化學方程式為：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O。普通干電池大都是錳鋅電池，中間是正極碳棒，外包石墨和二氧化錳的混合物，再外是一層纖維網。網上涂有很厚的電解質糊，其構成是氯化氨溶液和淀粉，另有少量防腐劑。

干電池屬于化學電源中的原電池，是一種一次性電池，它碳棒以為正極，以鋅筒為負極，把化學能轉變為電能供給外電路。在化學反應中由于鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。

干電池不僅適用于手電筒、半導體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等，而且也適用于特種、科研、電信、航海、特種、醫學等國民經濟中的各個領域，十分好用。