自20世紀(jì)90年代起，鋰電池因其小巧的體積、穩(wěn)定的性能和出色的循環(huán)特性，逐漸成為便攜式電子設(shè)備和IT終端的首選電源。這一技術(shù)的應(yīng)用，不僅推動了電子行業(yè)的發(fā)展，而且在促進全球向清潔能源轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮了重要作用。鋰電池的廣泛使用，顯著減少了化石燃料的依賴和碳排放，有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。鋰電池主要分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。1. 鋰金屬電池鋰金屬電池通常使用二氧化錳作為正極材料，金屬鋰或其合金作為負(fù)極材料，并使用非水電解質(zhì)溶液。其放電反應(yīng)原理為：Li+ + MnO2 → LiMnO2。2. 鋰離子電池鋰離子電池則以鋰合金金屬氧化物作為正極材料，石墨作為負(fù)極材料，同樣使用非水電解質(zhì)。充電時正極上的反應(yīng)為：LiCoO2 → Li(1-x)CoO2 + XLi+ + Xe- (電子)；負(fù)極上的反應(yīng)為：6C + XLi+ + Xe- → LixC6；總的充電反應(yīng)為：LiCoO2 + 6C → Li(1-x)CoO2 + LixC6。接下來，我們將深入解析鋰電池的基本結(jié)構(gòu)和原理。鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖鋰電池主要由以下部分組成：- 正極：通常使用鈷酸鋰或錳酸鋰等活性物質(zhì)，負(fù)極使用石墨或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，電解液溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，電池外殼分為鋼殼、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）和鋁塑膜（軟包裝）等。鋰電池的工作原理圖解鋰電池的工作原理包括充電過程、放電過程和電池保護板三部分：1. 充電過程在充電過程中，正極產(chǎn)生鋰離子，這些鋰離子通過電解液和隔膜上的小孔移動到負(fù)極，并與早已通過外部電路到達負(fù)極的電子結(jié)合。- 正極上的反應(yīng)：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + XLi+ + Xe- (電子)- 負(fù)極上的反應(yīng)：6C + XLi+ + Xe- → LixC62. 放電過程放電時，電子和鋰離子同時移動，電子從負(fù)極經(jīng)過外部電路移動到正極，而鋰離子則從負(fù)極通過電解液和隔膜上的小孔移動到正極，并與電子結(jié)合。3. 電池保護板電池保護板是一種集成電路板，用于保護可充電電池（尤其是鋰電池）免受過充、過放、過流、短路和超高溫的影響。保護板通常包括熱敏電阻和電路保護芯片，以及用于控制充放電的MOSFET開關(guān)。