锂离子电池的充放电过程

作用机理

锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。

锂电池使用寿命相对较长

锂电池的优点

1、锂电池电压平台高，单体电池的平均电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池电源组。相对电池而言锂电池能量密度高。具有高储存能量密度，目前已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍。相对铅酸电池而言锂电池重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6。锂电池使用寿命相对较长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放，有可以使用1000次的记录。

锂电池中的保护线路板上装有类似图中的控制芯片

锂电池还有用来阻燃的电芯保护壳，电池内部压力上升到一定数值时自动开启的安全阀；一些公司的电池还会在电解液中加入高分子材料，就算电芯被外力***，它也会阻止化学反应的进行，阻隔锂离子流动，避免电池过热。这些屏障理论上可以保证电池的安全性，就算出现故障也不会伤及使用者。电池中的保护线路板上装有类似图中的控制芯片，会监控电池的状态，遇***时自动断电。笔记本电池组中的控制芯片更为重要，它必须监控电池组中每个电芯的状态，即使只有一个出现问题也会危及整个电池组的安全

三元锂电池的理论寿命约为800次循环

三元锂电池的理论寿命约为800次循环，在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次，而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次（标准条件下充放电），但是电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，主要是电压和内阻不可能完全一样，其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%，不建议进行深度充放电，不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤，若是以浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。另外，锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电，电池寿命会大幅下降到不足200次。