锂电池是如何充电的，原理是什么？
发布时间：
2024-07-10 16:13
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锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。我们平时用的手机几乎都是锂电池，目前市场上比较火的电动汽车的电源大多属于磷酸铁锂电池，锂电池是如何充电与放电的呢？
首先我们来了解一下锂电池的结构，锂电池一般由正极、负极、电解液和隔膜构成，日常中我们常见的手机锂电池为方形，电动汽车电池组内的电池一般为圆形，其它形状还有叠片和卷绕型。常见手机电池上的四个触点，除了正负极之外，剩下的触点简单来说就是检测（或者说监测）手机电池的各项信息的。
锂电池正极一般为一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂；负极一般为活性物质石墨，或近似石墨结构的碳，正极与负极之间的隔膜为一种特殊成型的高分子薄膜，孔径满足良好的离子通过性，同时具有电子的绝缘性，即可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。电解液在正负电极间起到运输电荷的作用，一般为溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。
锂电池在充电时，正极释放锂离子，锂离子通过电解液穿过隔膜，运动到负极，与腹肌的电子结合在一起，此时正极发生的化学反应为LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)，负极发生的化学反应为6C+xLi++xe- = LixC6。锂电池在放电时，锂离子运动方式正好相反，锂离子从负极进入电解液，穿过隔膜最终到达正极，而电子则由外部电路从负极到正极（电子运动方向与电流方向相反），与正极的锂离子结合，此过程可以使锂电池向外输出电能。
锂电池的充电过程一般分为三个阶段：涓流充电、恒流充电和恒压充电。以手机电池为例，充电开始时内部的充电管理芯片先检测待充电电池的电压，如果电压低于3V，要先进行预充电，充电电流为设定电流的1/10，电压升到3V后，进入标准充电过程。标准充电过程为：以设定电流进行恒流充电，电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为 4.20V。此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至设定充电电流的1/10时，充电结束。一般手机充电器的输出电压为5V，手机内部的充电管理芯片负责将电压降至适合手机电池的3.7V电压。
锂电池能量比较高。具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；使用寿命长，一般可达六年以上；具备高功率承受力；自放电率低的特点，在日常生活中的应用越来越广。
信息来源：书香杂货店
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