鋰離子電池的結構

鋰離子電池大多是以正極材料作為命名的主要依據，例如：磷酸鐵鋰電池是用磷酸鐵鋰 作為正極材料的鋰離子電池；三元鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰 Li（NiCoMn ）O2  的鋰 離子電池。鋰離子電池主要由正極、負極、電解液、隔膜和外殼構成。其中正極材料、負極材料、電解質、隔膜被稱為鋰離子電池的四大核心組件。
（1）正極材料：

正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一，其性能和價格對鋰離子 電池的影響較大。目前研制成功并得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等。在鋰離子電池中，正極材料占有較大比例（正、負極材料的質量比為3∶1~4∶1）。
（2）負極材料:

鋰離子電池的負極材料是充電過程中，鋰離子和電子的載體，起著能量存儲與釋放的作用。負極材料占電池成本的5%~ 15%，碳材料是目前鋰離子電池應用最為廣泛的負極材料。

（3）電解液:

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電解液是鋰離子電池中用于傳輸鋰離子的載體，通常由鋰鹽和有機溶劑組 成。電解液在鋰離子電池正、負極之間起到傳導鋰離子的作用。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽以及相關的添加劑等材料，在一定條件下、按一定比例配制而成。
（4 ）隔膜:

隔膜位于電池的正、負極板之間，起到絕緣作用，是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的截面結構及內阻，直接影響電池容量、循環壽命以及安全性能等特性。隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開，防止兩極接觸而短路，此外還具有使電解質鋰離子通過的功能。
由于鋰離子電池正、負極使用的材料和制作工藝不同，其性能參數也存在一定的差異，性能參數對比見表 3-3。其中鈷酸鋰電池由于穩定性較差、價格較高等原因，很少用作動力蓄電池。

 鋰離子電池性能參數對比

鋰離子電池的工作原理

（1）放電過程  

雖然鋰離子電池種類繁多，但其工作原理大致相同。鋰離子電池放電時，電子和鋰離子 Li+  同時運動，電子從負極經過外電路導體跑到正極， Li+ 從晶狀體結構負極“脫 插”進入電解液里，“穿過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”嵌入正極晶體空隙，與外電路過 來的電子結合在一起。

放電過程

（2）充電過程  

充電時，晶狀結構正極材料上的鋰分成鋰離子和電子，電子通過外部充電，電路跑到負極上， Li+ 從正極“脫嵌”進入電解液里，“穿過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“嵌入” 晶狀體結構負極，與電子結合在一起。由于Li+ 從正極“脫嵌”，經過電解質插入負極，因此負極處于富鋰狀態

充電過程