鋰電池的工作原理就是充放電過程,也是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在充放電過程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入 / 脫嵌和插入 / 脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
當(dāng)對電池進(jìn)行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為:LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子);充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為:6C+XLi++Xe- = LixC6;充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6