锂电池的工作原理
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应：Li+MnO2=LiMnO2
锂离子电池：
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。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)
充电负极上发生的反应为
6C+xLi++xe- = LixC6
充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正极
正极材料：可选的正极材料很多，目前市场常见的正极活性材料如下表所示:
正极材料 | 化学成分 | 标称电压 | 结构 | 能量密度 | 循环寿命 | 成本 | 安全性 |
钴酸锂(LCO) | LiCoO2 | 3.7 V | 层状 | 中 | 低 | 高 | 低 |
锰酸锂(LMO) | Li2Mn2O4 | 3.6V | 尖晶石 | 低 | 中 | 低 | 中 |
镍酸锂(LNO) | LiNiO2 | 3.6V | 层状 | 高 | 低 | 高 | 低 |
磷酸铁锂(LFP) | LiFePO4 | 3.2 V | 橄榄石 | 中 | 高 | 低 | 高 |
镍钴铝三元(NCA) | LiNixCoyAl(1-x-y)O2 | 3.6V | 层状 | 高 | 中 | 中 | 低 |
镍钴锰三元(NCM) | LiNixCoyMn(1-x-y)O2 | 3.6V | 层状 | 高 | 高 | 中 | 低 |
正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
负极
负极材料：多采用石墨。另外锂金属、锂合金、硅碳负极、氧化物负极材料等也可用于负极。
负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。
充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时：LixC6→ xLi+ + xe- + 6C
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