锂离子电池的工作原理之**篇。
从下图发现锂离子电池系统可以说是一个浓度电池，因为锂离子会由一极经由电解液跑到另一极，因此要设计一个成功的锂离子电池并使之与锂金属电池的效益相当必须符合以下几项原则：
1、在阳极的锂活性须接近1，以确定此电池的开路电位与原锂金属电池接近。
2、两极的等效重量须低，如此才有应用的价值。
3、锂离子在两极的扩散系数须高，以使电池在充放电时能够实时快速反应。
4、两极须容易制作且无毒性，以确保**低廉与环境保护。
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锂离子电池的工作原理（2）
在已商业化成功的锂离子电池中，其正极与负极皆使用层状化合物，而这些层状化合物必须要能够容许锂离子的进出，而不使材料结构发生不可逆的变化，如此才能让锂离子在充放电过程中往返于正负极之间。
由下图可适切地表达出这样的概念，当充电时由外界输入电能，锂离子由能量较低的正极被赶往负极中而成为能量较高的状态。进行放电时，锂离子自然地出能量较高的负极移往能量较低的正极而对外释放电能。另外，从全反应式中也可了解到整个反应过程中没有锂金属的存在，因此称之为锂离子电池。
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锂离子电池的工作原理（3）
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磷酸铁锂电池工作原理。
作。磷酸铁锂电池工作原理。
lifepo4电池的内部结构如图下图所示。
磷酸铁锂电池工作原理。
左边是橄榄石结构的lifepo4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。
lifepo4电池在充电时，正极中的锂离子li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
1、电池充电时，li+从磷酸铁锂晶体的010面迁移到晶体表面，在电场力的作用下，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到石墨晶体的表面，然后嵌入石墨晶格中。与此同时，电子经导电体流向正极的铝箔集电极，经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体，再经导电体流到石墨负极，使负极的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后，磷酸铁锂转化成磷酸铁，其晶格结构变化如上图－２。
2、电池放电时，li+从石墨晶体中脱嵌出来，进入电解液，穿过隔膜，再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后重新经010面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。与此同时，电池经导电体流向负极的铜箔集电极，经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体，再经导电体流到磷酸铁锂正极，使正极的电荷达至平衡。
从磷酸铁锂电池的工作原理可知，磷酸铁锂电池的充放电过程需要锂离子和电子的共同参与，而且锂离子的迁移速度与电子的迁移速度要达至平衡。这就要求锂离子电池的正负电极必须是离子和电子的混合导体，而且其离子导电能力和电子导电能力必须一致。但是众所周知，磷酸铁锂的导电性能很差。
而石墨负极的导电性虽然要好一些，但是要实现大倍率放电时，仍然需要改善负极的导电性，使其的电子导电能力与锂离子从石墨中脱嵌的能力达至平衡。
为了解决磷酸铁锂电池正负极的导电问题，1、必须在电池的正负极中加入导电剂，使之在电池的活性材料中形成如图－３模型和图－４的电镜**所示的有效的导电网络。2、如果将电池的离子传导能力设为i，电子传导能力设为e，则理论上i=e；3、为了保证电池在充电和放电过程中，电荷保持动态平衡：i正极=i电解液=i隔膜=i电解液=i负极，e正极=e正极集流体=e极耳=e正极柱=e外电路=e负极柱=e负极耳=e负极集流体=e负极。
（这三个等式实际上是锂离子动力电池设计的重要原则，但是，在实际设计过程中和实际生产过程中，如何实现上述三个等式，还需要设计一系列的实验来进行验证，建立数学模型或者建立经验公式，然后通过这些模型或者公式来进行锂离子电池的设计）
锂离子电池的工作原理
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锂离子电池工作原理及工艺方法
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锂离子电池的工作原理 特点及分类
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