锂离子电池的工作原理

锂离子电池示意图（材料 GRP BY Public Domain）

您有没有想过锂离子电池的工作原理为何如此出色？秘密就在于锂金属，它是所有金属中最轻的，按重量计算具有最大的比能。而且它也恰好提供了最高的密度，这是小型设备的关键因素。然而，这并没有告诉我们这些电池的实际工作原理。为了发现这一点，我们必须看看锂电池的内部。

深入了解锂离子电池的工作原理

所有电化学电池（消费者常用的电池）都具有电极、隔膜、电解质和两个集电器。特定电池的效率取决于其使用的材料，这就是锂金属的用武之地。活性锂离子在电极之间穿梭，向外部电路释放电力。

锂离子电池工作的能量密度与功率

能量密度和功率密度是电化学电池性能的关键因素。

• 以每公斤瓦时为单位的能量密度是电池可以存储的能量。
• 以瓦特/千克为单位的功率密度是电池可以产生的电量。

因此，通过日常比较，我们可以说能量密度类似于游泳池的大小。功率密度是泵排水游泳池的能力。

锂电池成功的秘诀是更高的密度

更大的密度意味着锂离子电池可以存储更多的电量，并以更高的电压放电。这就是为什么这些电池可以提供更高的电流，因为锂离子在放电时流向阴极。并无缝移回阳极，同时充电效率也更高。

尽管如此，在强调这些成就的同时，锂离子电池仍然存在一些缺点。其中最大的问题是它们的易燃性，可能会导致误用或枝晶扩散。尽管如此，它们仍然是 21 世纪的一项重大^成就。