鋰電池作為可充電池，可以重復(fù)多次使用。它的應(yīng)用非常廣泛，如我們?nèi)粘Ｉ钪械氖謾C(jī)內(nèi)部電池、充電寶、電動(dòng)車電池等。（更多電工課程免費(fèi)看）

那么，鋰電池地如何充放電的呢？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們有必要先了解鋰電池的結(jié)構(gòu)以及鋰的一些特性。

鋰電池只要由三部分組成，如下圖1-1所示，分別涂覆石墨的銅箔、涂覆鋰化合物的鋁箔和含有鋰的有機(jī)鹽的電解質(zhì)。而鋰電池的充放電其實(shí)就是鋰離子與自由電子的往復(fù)移動(dòng)。

不同金屬有不同的電化學(xué)勢(shì)，所謂電化學(xué)勢(shì)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是金屬失去電子的趨勢(shì)，如下圖1-2所示給出的一些常見金屬的電化學(xué)勢(shì)，其中最容易失去電子的鋰被用于鋰離子電池。

顯然，鋰失去電子的傾向最高，而氟失去電子的傾向最小。這是因?yàn)殇嚨淖钔鈱又挥幸粋€(gè)電子，非常容易失去；而氟最外層有8個(gè)電子，非常穩(wěn)定（原子的最外層最多只能有8個(gè)電子，1個(gè)時(shí)最活躍，8個(gè)時(shí)最穩(wěn)定）。

純鋰是一種高活性金屬，放到水里直接沸騰，但鋰的金屬氧化物非常穩(wěn)定，若我們以某種方式從這種金屬氧化物中分離出一個(gè)鋰原子，這個(gè)鋰原子極不穩(wěn)定，會(huì)瞬間形成一個(gè)鋰離子和一個(gè)電子，如下圖1-3所示。

然而，正如上文所說(shuō)，鋰作為金屬氧化物的一部分，處于金屬氧化物中比處于這種鋰原子游離的狀態(tài)要穩(wěn)定得多。所以，如果能為鋰和金屬氧化物之間的電子和鋰離子流動(dòng)提供兩條不同的路徑，鋰原子會(huì)自動(dòng)跑到金屬氧化物部分，這個(gè)電子的路徑就是外電路。

換言之，就像人一樣，相對(duì)于漂泊不定的日子，我們都喜歡穩(wěn)定的生活，鋰也是同理，若能夠依附其金屬氧化物達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，它必是不喜歡以鋰離子和電子的狀態(tài)存在的。所以我們用電場(chǎng)力把鋰從金屬氧化物中提出來(lái)，然后又給它的離子和電子提供不同路徑（撤去外電場(chǎng)），如下圖1-4所示，它就會(huì)順勢(shì)回到氧化物中。

實(shí)際的鋰離子電池含有電解質(zhì)和石墨，如下圖1-5所示。其中石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，因此分離的鋰離子可以很容易地儲(chǔ)存在那里。石墨和金屬氧化物之間的電解質(zhì)起到保護(hù)作用，它只允許鋰離子通過(guò)，不允許電子通過(guò)。

當(dāng)外加電源（電場(chǎng)）時(shí)，由于異性相吸，電源的正極顯然會(huì)從金屬氧化物的鋰原子中吸引電子，并推動(dòng)這些電子沿外部電路流通，并到達(dá)石墨層。注意，這些電子不能流過(guò)電解質(zhì)。

同時(shí)，帶正電的鋰離子也會(huì)被吸引到負(fù)極，并流過(guò)電解質(zhì)，到達(dá)石墨層。此時(shí)石墨層就含有大量的鋰離子和電子。其中這些離子和電子就是鋰原子，但因?yàn)殇囋硬环€(wěn)定，所以就以鋰離子和電子的形式存在。

一旦金屬氧化物中的所有鋰原子到達(dá)石墨層，電池就充滿電。

此時(shí)，鋰原子的不穩(wěn)定狀態(tài)就像山頂?shù)男∏蛞粯?，一旦移除電源，并連接負(fù)載，鋰原子就會(huì)作為金屬氧化物的一部分恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。由于這種想要趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，電子鋰通過(guò)負(fù)載回到氧化物，而鋰離子穿過(guò)電解質(zhì)回到氧化物，就像小球從山頂滑下來(lái)一樣，最后鋰離子和電子結(jié)合形成鋰原子固定在其金屬氧化物中。

整個(gè)過(guò)程如圖1-7所示，注意，石墨在鋰離子電池的化學(xué)反應(yīng)中沒(méi)有發(fā)揮作用，它只是鋰離子的存儲(chǔ)介質(zhì)。

如果由于某些異常情況導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高，電解質(zhì)干涸，此時(shí)鋰離子和電子全部沿同一路徑跑向氧化物，相當(dāng)于陽(yáng)極和陰極之間發(fā)生短路，這可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。

為了避免以上這種情況，在電極之間放置了一層絕緣層，如下圖1-8所示，稱為隔板。由于其微孔，隔膜可滲透鋰離子，但電子不能通過(guò).

在實(shí)際鋰電池中，石墨和金屬氧化物分別涂覆在銅箔和鋁箔上，箔在這里充當(dāng)集電器，并且可以很容易地從集電極中取出正極片和負(fù)極片，如下圖1-9所示。其中銅箔引出負(fù)極，鋁箔引出正極。

鋰的有機(jī)鹽用作電解質(zhì)，并將其涂覆在隔板片上，所有這三塊板都圍繞一個(gè)中央鋼芯纏繞在圓柱體上，從而使鋰電池更加緊湊。標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池的電壓在3-4.2伏之間。

你明白了嗎？