锂离子电池(Lithium-ion battery)简称Li-ion电池,是一种以金属锂或锂化合物为负极材料,以有机物或无机物为正极材料的二次电池。与传统的镍镉电池相比,锂离子电池具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、环保等优点。
锂离子电池应用广泛,包括消费电子、电动汽车、储能系统等领域,是目前最为常见的二次电池之一。
锂离子电池的结构一般包括正负极、隔膜和电解液。其中,正极材料一般采用锂含氧化合物(如LiCoO2、LiMn2O4等),负极材料则一般采用石墨。
在充电时,正极材料释放出锂离子,呈现出Li1-xCoO2或Li1-xMn2O4的形式,同时负极材料吸附锂离子,呈现出Li1+xC6的形式。在放电时,正负极材料反应,释放出电子和锂离子,形成电流和化学反应产物。
锂离子电池具有良好的充放电性质,其放电过程具有平稳的电压变化曲线,容量可控性强。同时,锂离子电池的充电效率高,且充电时间相较于镍氢电池较短。
值得注意的是,锂离子电池的充放电性质会受到外界环境因素的影响,如温度、电流等因素都会影响锂离子电池的性能。
锂离子电池的高能量密度和工作原理决定了其在使用中存在一定的安全风险。例如,在充电时过充、放电时过放、外力损伤等情况下,锂离子电池可能会出现泄漏、爆炸等危险情况,对人身和财产造成威胁。
为了有效避免锂离子电池的安全问题,工业界和科学家们正在不断努力进行研究和改进,通过改变材料、提高隔膜性能、加强电池保护等手段,提高锂离子电池的安全性。