鋰離子電池以其比能量高、功率密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、性價比高等優(yōu)勢已經(jīng)成為當(dāng)代便攜式電子產(chǎn)品的可再充式電源的主要選擇對象，可廣泛應(yīng)用于通訊、交通、機動車輛、特種、計算器具和家用電器等諸多方面。對鋰離子電池而言，其主要構(gòu)成材料包括電解液、膈膜、正負(fù)極材料。不僅要對它的電化學(xué)性能有所了解，更要注意對鋰離子電池的使用方法，正確得當(dāng)?shù)氖褂娩囯x子電池，將讓人們的生活變得更加方便快捷。

1鋰離子電池的工作原理

下圖為正極、石墨為負(fù)極為例的工作原理圖。

一個鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液及隔膜組成，外加正負(fù)極引線，安全閥，PTC（正溫度控制端子），電池殼等。一般來講，鋰電池種類很多，但它們的工作原理基本相同。在充電時，鋰離子脫離正極材料，再通過隔膜以及電解液，再進(jìn)入負(fù)極材料，放電過程正好跟充電相反。以常見的液態(tài)鋰離子為例，當(dāng)以石墨為負(fù)極材料，以為正極材料時，其充放電原理為：

正極反應(yīng)：.

負(fù)極反應(yīng)：.

電池總反應(yīng)：.

電池放電為上述的相反過程。

2生活中常見的幾種正極材料

1.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有高的能量密度，優(yōu)異的循環(huán)性能，是目前工業(yè)上最廣泛使用的鋰電池正極材料。有三種物相，分別為層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)的和巖鹽相。層狀的中氧原子采取畸變的立方密堆積，鋰和中心過度金屬原子分別形成與氧原子層平行的單獨層，層和層交替分布層兩側(cè)，占據(jù)八面空隙，通過它們的相互層疊堆積形成六方晶系的超點陣，所以層狀的框架結(jié)構(gòu)可為鋰原子提供二位的遷移通道；尖晶石結(jié)構(gòu)的氧原子為理想立方密堆積排列，層中含有25%鈷原子，層含有25%鋰原子。巖鹽相晶格中和隨機排列，無法清晰地分別出鋰層和鈷層。所以在正極材料的應(yīng)用中通常不采用巖鹽相的。同時由于鋰層中的鈷原子會阻礙鋰原子的可逆脫嵌，造成中的傳質(zhì)速度變慢，而脫鋰時的反應(yīng)活性高，容易在電極表面形成鈍化膜，所以材料的實用化也難以實現(xiàn)。

2.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有規(guī)整的橄欖石結(jié)構(gòu)，屬于正交晶系（，），每個晶胞中有四個單元。其結(jié)構(gòu)如下在中，氧原子以稍微扭曲的六方緊密堆積方式排列，和各自處于氧原子八面體中心位置，形成八面體，只不過占據(jù)的是共角的白面體位置而占據(jù)的是共邊的八面體位置。交替排列的八面體、八面體和四面體形成層狀空間骨架。由于近乎六方堆積的氧原子的緊密排列，使得鋰離子只能在二維隧道內(nèi)遷移，也因此具有了較高的理論密度（）。該材料中和以強共價鍵牢固結(jié)合極大地穩(wěn)定了材料的晶體結(jié)構(gòu)，從而使材料具有很高的熱穩(wěn)定性。許多研究表明：具有穩(wěn)定有序橄欖結(jié)構(gòu)的晶體是較理想的鋰電池正極材料。

2.2的電化學(xué)性能

在純相的橄欖石結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)中，相對金屬鋰的電壓為3.4V，理論容量為170，實際容量可達(dá)到160左右。在充電過程中很穩(wěn)定，不必考慮溫度變化度晶體結(jié)構(gòu)的影響，且它的充放電曲線平臺很長。充電時，鋰離子從層面間遷移出來，經(jīng)過電解進(jìn)入負(fù)極，發(fā)生的氧化反應(yīng)，為保持電荷平衡，電子從外電路到達(dá)負(fù)極。放電時則發(fā)生還原反應(yīng)，與上述過程相反。的正極嵌脫鋰的反應(yīng)時兩相反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

負(fù)極反應(yīng)：

3.1的晶體結(jié)構(gòu)

系形成的化合物較多，可作為正極材料的主要有、、和，這些化合物在合成和充放電過程中，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，對材料的電化學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響。這里介紹尖晶石型中股價構(gòu)型，該骨架是四面體以及八面體共同面的三維網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)有利于其中原子的擴散，如下圖所示。

尖晶石屬于空間群，鋰原子占據(jù)了四面體（8a）位置，錳原子占據(jù)了八面體（16d）位置，氧原子占據(jù)了面心（32e）位，因此，該結(jié)構(gòu)可以表示成為。由于普通面心立方結(jié)構(gòu)的邊長是尖晶石結(jié)構(gòu)的晶胞邊長的一半，因此可以把尖晶石結(jié)構(gòu)認(rèn)為是一個復(fù)雜的立方結(jié)構(gòu)，包含了八個普通的面心立方晶胞。所以，一個尖晶石的晶胞包含有32個氧原子，16個錳原子占據(jù)32個八面體間隙（16d）的一半，另一半八面體（16c）側(cè)空著，鋰占據(jù)64個四面體間隙位（8a）的1/8。可知，鋰原子通過空著的相鄰四面體和八面體間隙沿8a-16c-8a的通道在的三維網(wǎng)絡(luò)中脫嵌。正是由于具有這種的正尖晶石結(jié)構(gòu)且鋰錳氧化物資源豐富、毒性低，才使它在眾多鋰離子電池正極材料中脫穎而出，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的4V鋰離子電池正極材料。

3.2的電化學(xué)性能

4V電池，理論容量為148循環(huán)200次后比容量保持在100以上。它的主要缺陷是：（1）在電解液中，容易發(fā)生歧化反應(yīng)生成溶解于電解液中，造成活性物質(zhì)損失；（2）在深度放電過程中，錳的平均價態(tài)為3.5時會發(fā)生姜-泰勒效應(yīng)，導(dǎo)致晶體的對成型從立方晶系逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄担唬?）電解液與電極之間在充放電過程會消耗，導(dǎo)致兩電極間容量平衡發(fā)生改變是整個電池的比容量降低。從而導(dǎo)致電池經(jīng)過多次循環(huán)后發(fā)生電容量衰退。因此克服循環(huán)容量衰減是研究鋰離子正極材料重要工作。

3鋰電池的使用常識

鋰離子電池，具有重量輕，容量大，壽命長的特點，是目前手機電池的最佳選擇，正確的使用鋰電池，能更加充分發(fā)揮它的優(yōu)勢和使用壽命。

1.1鋰電池的激活

鋰離子電池激活的時間無需太過長。如果從鋰離子電池的性能特征和鋰離子電池的工作原理來看，這個說法毫無疑問是對的。

鋰離子電池本身要經(jīng)過恒壓充電，在它出廠以前，然后放電，如此進(jìn)行循環(huán)，使電極充分淹沒電解液，充分活化，以容量達(dá)到所要求目的為止，這個叫做激活過程，這樣出來的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。可是存在一個不可避免的問題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，在這個時間段里面是難以確定的，有時可能是很短的，或許就一兩個月，但也有可能是非常的，能達(dá)到半年或者一年更久。如果是像剛才說的很長的時間的話，那么電池的電極材料將產(chǎn)生鈍化，因此，鋰離子電池在第一次用它時，將它進(jìn)行激活還是非常需要的。所以，廠家一般也建議：對首次使用的鋰電池最好進(jìn)行1到3次完全充放電過程（這里的完全放電不可理解為過度放電）以便對有可能鈍化的電極材料進(jìn)行消除，達(dá)到最大容量。之后，電池就可以即充即用了，只有在長時間不用后才需要再次進(jìn)行完全充電和放電，讓它恢復(fù)活力。

2.1鋰電池的壽命

鋰離子電池的使用壽命與鎳鎘電池以及鎳氫電池的壽命都不同，鎳鎘和鎳氫是以充電的次數(shù)來計算，鋰離子電池的使用壽命是以充放電周期計算的，這個周期指的是鋰電池在做一次完整的充放電的過程。鋰離子電池的使用壽命在出廠時就已經(jīng)確定了，同一個品牌同一個種類和批號的產(chǎn)品，他們的使用長短,也就是充電放電的周期數(shù)是相同的。

鋰離子電池充放電的循環(huán)次數(shù)，一般在500次到1000次。依據(jù)“總規(guī)范”，鋰離子電池的充放電的循環(huán)次數(shù)不會低于300次，“總規(guī)范”對電池循環(huán)次數(shù)試驗有嚴(yán)格的規(guī)定。不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)壽命次數(shù)是不同的，在低放電深度下鋰離子電池的循環(huán)壽命可達(dá)上萬次。

所以，鋰離子電池不存在記憶效應(yīng)的說法、并且鋰電池在低放電、少放電下循環(huán)充放電的情況下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬次。

3.1鋰電池充電器

一方面,鎳鎘電池、鎳氫電池的充電方法與鋰電池的充電方法是完全不一樣的，因此，鎳鎘電池、鎳氫電池的充電器不能與鋰電池的充電器共用一個。

另一方面，鋰電池之間也有種類區(qū)別，由于鋰電池的性能以及參數(shù)不的不一樣，鋰離子電池充電器的參數(shù)也各不一樣，因此，一般情況下，各種規(guī)格的鋰離子電池必須使用配套、專用的充電器充電，充電器之間不能通用。

有人可能會這么認(rèn)為，讓鋰離子電池充電器對各種種類的鋰電池都能使用，但是，這些充電器，是要安裝單片機作為核心部件，它才能通用各種電池的,并且像這種充電器價格昂貴也不方便攜帶。

所以，鋰離子電池充電器一般是不能通用，不同規(guī)格的鋰離子電池需要配套、專用的充電器充電。

4.1鋰電池的快充與慢充

快速充電的鋰電池,電池各種性能的衰減速度加快,不但電池不會充滿、充足,而且若不注意,還有可能引起過充、熱失控。

倘若對鋰電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電方式的充電,不但使電池充足電,也會降低對電池性能的影響。

因此,我們應(yīng)當(dāng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)方式對鋰電池進(jìn)行充電，慢充跟快充的結(jié)果是不一樣。

5.1鋰電池的過充與過放

鋰離子電池一般來講不可以過度充電和過度放電，這將對鋰電池的正負(fù)極材料造成不可修復(fù)的損壞。此外，充電時如果產(chǎn)生過高的溫度，也將會導(dǎo)致鋰電池的損害，所以在不少的鋰電池正負(fù)極之間都會設(shè)有保護(hù)性的電解質(zhì)或溫度控制隔膜添加劑。在電池升溫到一定的情況下，電解質(zhì)或復(fù)合膜膜孔變性，電池內(nèi)阻將會增大直到斷路，電池停止升溫，確保電池充電溫度正常。一般來講，鋰電池配套的充電器通常都會有充放電的控制電路裝置，當(dāng)電池充滿時，電路會自動斷開，為保護(hù)鋰離子電池，指示燈將自動熄滅。這樣，當(dāng)你給鋰離子電池充電時，即使忘記及時拔下鋰電池充電器，也不用擔(dān)心鋰電池會過充或者過熱而損壞電池。這個時候插不插上電源其實已經(jīng)沒有區(qū)別了。但是，如果你的充電器不是自動斷開的保護(hù)裝置電路，那么，你的電池一旦充電完成時，必須及時切斷電源插頭，以避免鋰離子電池因過充或高溫而損壞。

6.1鋰電池的保養(yǎng)

保養(yǎng)方法：①其實不需要刻意使鋰電池每一次都是在電力用盡后再充，外出前可以將電池充滿電，帶上一塊備用電池不失為一個理智的選擇。②經(jīng)過一段時間后，可以進(jìn)行一次在保護(hù)電路控制下的深充放，以保護(hù)電池的電量。③切記鋰離子電池不要過度的充電。如果你的充電器沒有自動斷電裝置功能，那么就必須在充電完成后，自己及時拔下電源插頭。否則，不但會有可能損壞電池，而且會有可能因為電池的電壓過高而燒壞設(shè)備，比如說數(shù)碼照相機，特別是高像素數(shù)碼照相機。④如果鋰電池長期不用時，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過量，導(dǎo)致過度放電的損壞。同時，為減弱其自身內(nèi)部鈍化反應(yīng)的速度，應(yīng)存放在陰涼的地方。⑤實際上，鋰離子電池在使用中，不需要考慮太多的方面，也就是說，就是顧及也沒有太大的作用。一個電池能使用多久，也許差別更多的來自電池本身的性能決定，在制造中的或許就存在個體差異。

鋰離子電池是一種高性能的二次綠色環(huán)保電池，具有子房電率低、使用溫度范圍寬且具有高電壓、高能量密度（包括質(zhì)量比能量、體積能量）、長的循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)以及能夠大電流充放電等優(yōu)點。由于鋰離子電池具有以上的優(yōu)點，使得其發(fā)展相當(dāng)迅速。正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能和成本對鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。因此，開發(fā)出廉價的具有高電壓、高容量和良好可塑性的正極材料是提高鋰離子電池性能的重點工作。

是目前已廣泛使用的正極材料，但材料中鈷的價格比較昂貴，使其只能用作小電池（照相機電池、手機電池和計算機電池等）。而錳系正極材料在價格、環(huán)境方面有獨特的優(yōu)勢，替代已經(jīng)指日可待，尖晶石型將是下一代鋰電池最有希望的正極材料之一。

鋰離子電池以其比能量高、功率密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、性價比高等優(yōu)勢已經(jīng)成為當(dāng)代便攜式電子產(chǎn)品的可再充式電源的主要選擇對象，可廣泛應(yīng)用于通訊、交通、機動車輛、特種、計算器具和家用電器等諸多方面。對鋰離子電池而言，其主要構(gòu)成材料包括電解液、膈膜、正負(fù)極材料。不僅要對它的電化學(xué)性能有所了解，更要注意對鋰離子電池的使用方法，正確得當(dāng)?shù)氖褂娩囯x子電池，將讓人們的生活變得更加方便快捷。

1鋰離子電池的工作原理

下圖為正極、石墨為負(fù)極為例的工作原理圖。

一個鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液及隔膜組成，外加正負(fù)極引線，安全閥，PTC（正溫度控制端子），電池殼等。一般來講，鋰電池種類很多，但它們的工作原理基本相同。在充電時，鋰離子脫離正極材料，再通過隔膜以及電解液，再進(jìn)入負(fù)極材料，放電過程正好跟充電相反。以常見的液態(tài)鋰離子為例，當(dāng)以石墨為負(fù)極材料，以為正極材料時，其充放電原理為：

正極反應(yīng)：.

負(fù)極反應(yīng)：.

電池總反應(yīng)：.

電池放電為上述的相反過程。

2生活中常見的幾種正極材料

1.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有高的能量密度，優(yōu)異的循環(huán)性能，是目前工業(yè)上最廣泛使用的鋰電池正極材料。有三種物相，分別為層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)的和巖鹽相。層狀的中氧原子采取畸變的立方密堆積，鋰和中心過度金屬原子分別形成與氧原子層平行的單獨層，層和層交替分布層兩側(cè)，占據(jù)八面空隙，通過它們的相互層疊堆積形成六方晶系的超點陣，所以層狀的框架結(jié)構(gòu)可為鋰原子提供二位的遷移通道；尖晶石結(jié)構(gòu)的氧原子為理想立方密堆積排列，層中含有25%鈷原子，層含有25%鋰原子。巖鹽相晶格中和隨機排列，無法清晰地分別出鋰層和鈷層。所以在正極材料的應(yīng)用中通常不采用巖鹽相的。同時由于鋰層中的鈷原子會阻礙鋰原子的可逆脫嵌，造成中的傳質(zhì)速度變慢，而脫鋰時的反應(yīng)活性高，容易在電極表面形成鈍化膜，所以材料的實用化也難以實現(xiàn)。

2.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有規(guī)整的橄欖石結(jié)構(gòu)，屬于正交晶系（，），每個晶胞中有四個單元。其結(jié)構(gòu)如下在中，氧原子以稍微扭曲的六方緊密堆積方式排列，和各自處于氧原子八面體中心位置，形成八面體，只不過占據(jù)的是共角的白面體位置而占據(jù)的是共邊的八面體位置。交替排列的八面體、八面體和四面體形成層狀空間骨架。由于近乎六方堆積的氧原子的緊密排列，使得鋰離子只能在二維隧道內(nèi)遷移，也因此具有了較高的理論密度（）。該材料中和以強共價鍵牢固結(jié)合極大地穩(wěn)定了材料的晶體結(jié)構(gòu)，從而使材料具有很高的熱穩(wěn)定性。許多研究表明：具有穩(wěn)定有序橄欖結(jié)構(gòu)的晶體是較理想的鋰電池正極材料。

2.2的電化學(xué)性能

在純相的橄欖石結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)中，相對金屬鋰的電壓為3.4V，理論容量為170，實際容量可達(dá)到160左右。在充電過程中很穩(wěn)定，不必考慮溫度變化度晶體結(jié)構(gòu)的影響，且它的充放電曲線平臺很長。充電時，鋰離子從層面間遷移出來，經(jīng)過電解進(jìn)入負(fù)極，發(fā)生的氧化反應(yīng)，為保持電荷平衡，電子從外電路到達(dá)負(fù)極。放電時則發(fā)生還原反應(yīng)，與上述過程相反。的正極嵌脫鋰的反應(yīng)時兩相反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

負(fù)極反應(yīng)：

3.1的晶體結(jié)構(gòu)

系形成的化合物較多，可作為正極材料的主要有、、和，這些化合物在合成和充放電過程中，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，對材料的電化學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響。這里介紹尖晶石型中股價構(gòu)型，該骨架是四面體以及八面體共同面的三維網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)有利于其中原子的擴散，如下圖所示。

尖晶石屬于空間群，鋰原子占據(jù)了四面體（8a）位置，錳原子占據(jù)了八面體（16d）位置，氧原子占據(jù)了面心（32e）位，因此，該結(jié)構(gòu)可以表示成為。由于普通面心立方結(jié)構(gòu)的邊長是尖晶石結(jié)構(gòu)的晶胞邊長的一半，因此可以把尖晶石結(jié)構(gòu)認(rèn)為是一個復(fù)雜的立方結(jié)構(gòu)，包含了八個普通的面心立方晶胞。所以，一個尖晶石的晶胞包含有32個氧原子，16個錳原子占據(jù)32個八面體間隙（16d）的一半，另一半八面體（16c）側(cè)空著，鋰占據(jù)64個四面體間隙位（8a）的1/8。可知，鋰原子通過空著的相鄰四面體和八面體間隙沿8a-16c-8a的通道在的三維網(wǎng)絡(luò)中脫嵌。正是由于具有這種的正尖晶石結(jié)構(gòu)且鋰錳氧化物資源豐富、毒性低，才使它在眾多鋰離子電池正極材料中脫穎而出，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的4V鋰離子電池正極材料。

3.2的電化學(xué)性能

4V電池，理論容量為148循環(huán)200次后比容量保持在100以上。它的主要缺陷是：（1）在電解液中，容易發(fā)生歧化反應(yīng)生成溶解于電解液中，造成活性物質(zhì)損失；（2）在深度放電過程中，錳的平均價態(tài)為3.5時會發(fā)生姜-泰勒效應(yīng)，導(dǎo)致晶體的對成型從立方晶系逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄担唬?）電解液與電極之間在充放電過程會消耗，導(dǎo)致兩電極間容量平衡發(fā)生改變是整個電池的比容量降低。從而導(dǎo)致電池經(jīng)過多次循環(huán)后發(fā)生電容量衰退。因此克服循環(huán)容量衰減是研究鋰離子正極材料重要工作。

3鋰電池的使用常識

鋰離子電池，具有重量輕，容量大，壽命長的特點，是目前手機電池的最佳選擇，正確的使用鋰電池，能更加充分發(fā)揮它的優(yōu)勢和使用壽命。

1.1鋰電池的激活

鋰離子電池激活的時間無需太過長。如果從鋰離子電池的性能特征和鋰離子電池的工作原理來看，這個說法毫無疑問是對的。

鋰離子電池本身要經(jīng)過恒壓充電，在它出廠以前，然后放電，如此進(jìn)行循環(huán)，使電極充分淹沒電解液，充分活化，以容量達(dá)到所要求目的為止，這個叫做激活過程，這樣出來的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。可是存在一個不可避免的問題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，在這個時間段里面是難以確定的，有時可能是很短的，或許就一兩個月，但也有可能是非常的，能達(dá)到半年或者一年更久。如果是像剛才說的很長的時間的話，那么電池的電極材料將產(chǎn)生鈍化，因此，鋰離子電池在第一次用它時，將它進(jìn)行激活還是非常需要的。所以，廠家一般也建議：對首次使用的鋰電池最好進(jìn)行1到3次完全充放電過程（這里的完全放電不可理解為過度放電）以便對有可能鈍化的電極材料進(jìn)行消除，達(dá)到最大容量。之后，電池就可以即充即用了，只有在長時間不用后才需要再次進(jìn)行完全充電和放電，讓它恢復(fù)活力。

2.1鋰電池的壽命

鋰離子電池的使用壽命與鎳鎘電池以及鎳氫電池的壽命都不同，鎳鎘和鎳氫是以充電的次數(shù)來計算，鋰離子電池的使用壽命是以充放電周期計算的，這個周期指的是鋰電池在做一次完整的充放電的過程。鋰離子電池的使用壽命在出廠時就已經(jīng)確定了，同一個品牌同一個種類和批號的產(chǎn)品，他們的使用長短,也就是充電放電的周期數(shù)是相同的。

鋰離子電池充放電的循環(huán)次數(shù)，一般在500次到1000次。依據(jù)“總規(guī)范”，鋰離子電池的充放電的循環(huán)次數(shù)不會低于300次，“總規(guī)范”對電池循環(huán)次數(shù)試驗有嚴(yán)格的規(guī)定。不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)壽命次數(shù)是不同的，在低放電深度下鋰離子電池的循環(huán)壽命可達(dá)上萬次。

所以，鋰離子電池不存在記憶效應(yīng)的說法、并且鋰電池在低放電、少放電下循環(huán)充放電的情況下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬次。

3.1鋰電池充電器

一方面,鎳鎘電池、鎳氫電池的充電方法與鋰電池的充電方法是完全不一樣的，因此，鎳鎘電池、鎳氫電池的充電器不能與鋰電池的充電器共用一個。

另一方面，鋰電池之間也有種類區(qū)別，由于鋰電池的性能以及參數(shù)不的不一樣，鋰離子電池充電器的參數(shù)也各不一樣，因此，一般情況下，各種規(guī)格的鋰離子電池必須使用配套、專用的充電器充電，充電器之間不能通用。

有人可能會這么認(rèn)為，讓鋰離子電池充電器對各種種類的鋰電池都能使用，但是，這些充電器，是要安裝單片機作為核心部件，它才能通用各種電池的,并且像這種充電器價格昂貴也不方便攜帶。

所以，鋰離子電池充電器一般是不能通用，不同規(guī)格的鋰離子電池需要配套、專用的充電器充電。

4.1鋰電池的快充與慢充

快速充電的鋰電池,電池各種性能的衰減速度加快,不但電池不會充滿、充足,而且若不注意,還有可能引起過充、熱失控。

倘若對鋰電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電方式的充電,不但使電池充足電,也會降低對電池性能的影響。

因此,我們應(yīng)當(dāng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)方式對鋰電池進(jìn)行充電，慢充跟快充的結(jié)果是不一樣。

5.1鋰電池的過充與過放

鋰離子電池一般來講不可以過度充電和過度放電，這將對鋰電池的正負(fù)極材料造成不可修復(fù)的損壞。此外，充電時如果產(chǎn)生過高的溫度，也將會導(dǎo)致鋰電池的損害，所以在不少的鋰電池正負(fù)極之間都會設(shè)有保護(hù)性的電解質(zhì)或溫度控制隔膜添加劑。在電池升溫到一定的情況下，電解質(zhì)或復(fù)合膜膜孔變性，電池內(nèi)阻將會增大直到斷路，電池停止升溫，確保電池充電溫度正常。一般來講，鋰電池配套的充電器通常都會有充放電的控制電路裝置，當(dāng)電池充滿時，電路會自動斷開，為保護(hù)鋰離子電池，指示燈將自動熄滅。這樣，當(dāng)你給鋰離子電池充電時，即使忘記及時拔下鋰電池充電器，也不用擔(dān)心鋰電池會過充或者過熱而損壞電池。這個時候插不插上電源其實已經(jīng)沒有區(qū)別了。但是，如果你的充電器不是自動斷開的保護(hù)裝置電路，那么，你的電池一旦充電完成時，必須及時切斷電源插頭，以避免鋰離子電池因過充或高溫而損壞。

6.1鋰電池的保養(yǎng)

保養(yǎng)方法：①其實不需要刻意使鋰電池每一次都是在電力用盡后再充，外出前可以將電池充滿電，帶上一塊備用電池不失為一個理智的選擇。②經(jīng)過一段時間后，可以進(jìn)行一次在保護(hù)電路控制下的深充放，以保護(hù)電池的電量。③切記鋰離子電池不要過度的充電。如果你的充電器沒有自動斷電裝置功能，那么就必須在充電完成后，自己及時拔下電源插頭。否則，不但會有可能損壞電池，而且會有可能因為電池的電壓過高而燒壞設(shè)備，比如說數(shù)碼照相機，特別是高像素數(shù)碼照相機。④如果鋰電池長期不用時，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過量，導(dǎo)致過度放電的損壞。同時，為減弱其自身內(nèi)部鈍化反應(yīng)的速度，應(yīng)存放在陰涼的地方。⑤實際上，鋰離子電池在使用中，不需要考慮太多的方面，也就是說，就是顧及也沒有太大的作用。一個電池能使用多久，也許差別更多的來自電池本身的性能決定，在制造中的或許就存在個體差異。

鋰離子電池是一種高性能的二次綠色環(huán)保電池，具有子房電率低、使用溫度范圍寬且具有高電壓、高能量密度（包括質(zhì)量比能量、體積能量）、長的循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)以及能夠大電流充放電等優(yōu)點。由于鋰離子電池具有以上的優(yōu)點，使得其發(fā)展相當(dāng)迅速。正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能和成本對鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。因此，開發(fā)出廉價的具有高電壓、高容量和良好可塑性的正極材料是提高鋰離子電池性能的重點工作。

是目前已廣泛使用的正極材料，但材料中鈷的價格比較昂貴，使其只能用作小電池（照相機電池、手機電池和計算機電池等）。而錳系正極材料在價格、環(huán)境方面有獨特的優(yōu)勢，替代已經(jīng)指日可待，尖晶石型將是下一代鋰電池最有希望的正極材料之一。鋰離子電池以其比能量高、功率密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、性價比高等優(yōu)勢已經(jīng)成為當(dāng)代便攜式電子產(chǎn)品的可再充式電源的主要選擇對象，可廣泛應(yīng)用于通訊、交通、機動車輛、特種、計算器具和家用電器等諸多方面。對鋰離子電池而言，其主要構(gòu)成材料包括電解液、膈膜、正負(fù)極材料。不僅要對它的電化學(xué)性能有所了解，更要注意對鋰離子電池的使用方法，正確得當(dāng)?shù)氖褂娩囯x子電池，將讓人們的生活變得更加方便快捷。

1鋰離子電池的工作原理

下圖為正極、石墨為負(fù)極為例的工作原理圖。

一個鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液及隔膜組成，外加正負(fù)極引線，安全閥，PTC（正溫度控制端子），電池殼等。一般來講，鋰電池種類很多，但它們的工作原理基本相同。在充電時，鋰離子脫離正極材料，再通過隔膜以及電解液，再進(jìn)入負(fù)極材料，放電過程正好跟充電相反。以常見的液態(tài)鋰離子為例，當(dāng)以石墨為負(fù)極材料，以為正極材料時，其充放電原理為：

正極反應(yīng)：.

負(fù)極反應(yīng)：.

電池總反應(yīng)：.

電池放電為上述的相反過程。

2生活中常見的幾種正極材料

1.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有高的能量密度，優(yōu)異的循環(huán)性能，是目前工業(yè)上最廣泛使用的鋰電池正極材料。有三種物相，分別為層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)的和巖鹽相。層狀的中氧原子采取畸變的立方密堆積，鋰和中心過度金屬原子分別形成與氧原子層平行的單獨層，層和層交替分布層兩側(cè)，占據(jù)八面空隙，通過它們的相互層疊堆積形成六方晶系的超點陣，所以層狀的框架結(jié)構(gòu)可為鋰原子提供二位的遷移通道；尖晶石結(jié)構(gòu)的氧原子為理想立方密堆積排列，層中含有25%鈷原子，層含有25%鋰原子。巖鹽相晶格中和隨機排列，無法清晰地分別出鋰層和鈷層。所以在正極材料的應(yīng)用中通常不采用巖鹽相的。同時由于鋰層中的鈷原子會阻礙鋰原子的可逆脫嵌，造成中的傳質(zhì)速度變慢，而脫鋰時的反應(yīng)活性高，容易在電極表面形成鈍化膜，所以材料的實用化也難以實現(xiàn)。

2.1的晶體結(jié)構(gòu)

具有規(guī)整的橄欖石結(jié)構(gòu)，屬于正交晶系（，），每個晶胞中有四個單元。其結(jié)構(gòu)如下在中，氧原子以稍微扭曲的六方緊密堆積方式排列，和各自處于氧原子八面體中心位置，形成八面體，只不過占據(jù)的是共角的白面體位置而占據(jù)的是共邊的八面體位置。交替排列的八面體、八面體和四面體形成層狀空間骨架。由于近乎六方堆積的氧原子的緊密排列，使得鋰離子只能在二維隧道內(nèi)遷移，也因此具有了較高的理論密度（）。該材料中和以強共價鍵牢固結(jié)合極大地穩(wěn)定了材料的晶體結(jié)構(gòu)，從而使材料具有很高的熱穩(wěn)定性。許多研究表明：具有穩(wěn)定有序橄欖結(jié)構(gòu)的晶體是較理想的鋰電池正極材料。

2.2的電化學(xué)性能

在純相的橄欖石結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)中，相對金屬鋰的電壓為3.4V，理論容量為170，實際容量可達(dá)到160左右。在充電過程中很穩(wěn)定，不必考慮溫度變化度晶體結(jié)構(gòu)的影響，且它的充放電曲線平臺很長。充電時，鋰離子從層面間遷移出來，經(jīng)過電解進(jìn)入負(fù)極，發(fā)生的氧化反應(yīng)，為保持電荷平衡，電子從外電路到達(dá)負(fù)極。放電時則發(fā)生還原反應(yīng)，與上述過程相反。的正極嵌脫鋰的反應(yīng)時兩相反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

負(fù)極反應(yīng)：

3.1的晶體結(jié)構(gòu)

系形成的化合物較多，可作為正極材料的主要有、、和，這些化合物在合成和充放電過程中，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，對材料的電化學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響。這里介紹尖晶石型中股價構(gòu)型，該骨架是四面體以及八面體共同面的三維網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)有利于其中原子的擴散，如下圖所示。

尖晶石屬于空間群，鋰原子占據(jù)了四面體（8a）位置，錳原子占據(jù)了八面體（16d）位置，氧原子占據(jù)了面心（32e）位，因此，該結(jié)構(gòu)可以表示成為。由于普通面心立方結(jié)構(gòu)的邊長是尖晶石結(jié)構(gòu)的晶胞邊長的一半，因此可以把尖晶石結(jié)構(gòu)認(rèn)為是一個復(fù)雜的立方結(jié)構(gòu)，包含了八個普通的面心立方晶胞。所以，一個尖晶石的晶胞包含有32個氧原子，16個錳原子占據(jù)32個八面體間隙（16d）的一半，另一半八面體（16c）側(cè)空著，鋰占據(jù)64個四面體間隙位（8a）的1/8。可知，鋰原子通過空著的相鄰四面體和八面體間隙沿8a-16c-8a的通道在的三維網(wǎng)絡(luò)中脫嵌。正是由于具有這種的正尖晶石結(jié)構(gòu)且鋰錳氧化物資源豐富、毒性低，才使它在眾多鋰離子電池正極材料中脫穎而出，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的4V鋰離子電池正極材料。

3.2的電化學(xué)性能

4V電池，理論容量為148循環(huán)200次后比容量保持在100以上。它的主要缺陷是：（1）在電解液中，容易發(fā)生歧化反應(yīng)生成溶解于電解液中，造成活性物質(zhì)損失；（2）在深度放電過程中，錳的平均價態(tài)為3.5時會發(fā)生姜-泰勒效應(yīng)，導(dǎo)致晶體的對成型從立方晶系逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄担唬?）電解液與電極之間在充放電過程會消耗，導(dǎo)致兩電極間容量平衡發(fā)生改變是整個電池的比容量降低。從而導(dǎo)致電池經(jīng)過多次循環(huán)后發(fā)生電容量衰退。因此克服循環(huán)容量衰減是研究鋰離子正極材料重要工作。

3鋰電池的使用常識

鋰離子電池，具有重量輕，容量大，壽命長的特點，是目前手機電池的最佳選擇，正確的使用鋰電池，能更加充分發(fā)揮它的優(yōu)勢和使用壽命。

1.1鋰電池的激活

鋰離子電池激活的時間無需太過長。如果從鋰離子電池的性能特征和鋰離子電池的工作原理來看，這個說法毫無疑問是對的。

鋰離子電池本身要經(jīng)過恒壓充電，在它出廠以前，然后放電，如此進(jìn)行循環(huán)，使電極充分淹沒電解液，充分活化，以容量達(dá)到所要求目的為止，這個叫做激活過程，這樣出來的鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。可是存在一個不可避免的問題，就是電池廠出廠的電池到用戶手上，在這個時間段里面是難以確定的，有時可能是很短的，或許就一兩個月，但也有可能是非常的，能達(dá)到半年或者一年更久。如果是像剛才說的很長的時間的話，那么電池的電極材料將產(chǎn)生鈍化，因此，鋰離子電池在第一次用它時，將它進(jìn)行激活還是非常需要的。所以，廠家一般也建議：對首次使用的鋰電池最好進(jìn)行1到3次完全充放電過程（這里的完全放電不可理解為過度放電）以便對有可能鈍化的電極材料進(jìn)行消除，達(dá)到最大容量。之后，電池就可以即充即用了，只有在長時間不用后才需要再次進(jìn)行完全充電和放電，讓它恢復(fù)活力。

2.1鋰電池的壽命

鋰離子電池的使用壽命與鎳鎘電池以及鎳氫電池的壽命都不同，鎳鎘和鎳氫是以充電的次數(shù)來計算，鋰離子電池的使用壽命是以充放電周期計算的，這個周期指的是鋰電池在做一次完整的充放電的過程。鋰離子電池的使用壽命在出廠時就已經(jīng)確定了，同一個品牌同一個種類和批號的產(chǎn)品，他們的使用長短,也就是充電放電的周期數(shù)是相同的。

鋰離子電池充放電的循環(huán)次數(shù)，一般在500次到1000次。依據(jù)“總規(guī)范”，鋰離子電池的充放電的循環(huán)次數(shù)不會低于300次，“總規(guī)范”對電池循環(huán)次數(shù)試驗有嚴(yán)格的規(guī)定。不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)壽命次數(shù)是不同的，在低放電深度下鋰離子電池的循環(huán)壽命可達(dá)上萬次。

所以，鋰離子電池不存在記憶效應(yīng)的說法、并且鋰電池在低放電、少放電下循環(huán)充放電的情況下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬次。

3.1鋰電池充電器

一方面,鎳鎘電池、鎳氫電池的充電方法與鋰電池的充電方法是完全不一樣的，因此，鎳鎘電池、鎳氫電池的充電器不能與鋰電池的充電器共用一個。

另一方面，鋰電池之間也有種類區(qū)別，由于鋰電池的性能以及參數(shù)不的不一樣，鋰離子電池充電器的參數(shù)也各不一樣，因此，一般情況下，各種規(guī)格的鋰離子電池必須使用配套、專用的充電器充電，充電器之間不能通用。

有人可能會這么認(rèn)為，讓鋰離子電池充電器對各種種類的鋰電池都能使用，但是，這些充電器，是要安裝單片機作為核心部件，它才能通用各種電池的,并且像這種充電器價格昂貴也不方便攜帶。

所以，鋰離子電池充電器一般是不能通用，不同規(guī)格的鋰離子電池需要配套、專用的充電器充電。

4.1鋰電池的快充與慢充

快速充電的鋰電池,電池各種性能的衰減速度加快,不但電池不會充滿、充足,而且若不注意,還有可能引起過充、熱失控。

倘若對鋰電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電方式的充電,不但使電池充足電,也會降低對電池性能的影響。

因此,我們應(yīng)當(dāng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)方式對鋰電池進(jìn)行充電，慢充跟快充的結(jié)果是不一樣。

5.1鋰電池的過充與過放

鋰離子電池一般來講不可以過度充電和過度放電，這將對鋰電池的正負(fù)極材料造成不可修復(fù)的損壞。此外，充電時如果產(chǎn)生過高的溫度，也將會導(dǎo)致鋰電池的損害，所以在不少的鋰電池正負(fù)極之間都會設(shè)有保護(hù)性的電解質(zhì)或溫度控制隔膜添加劑。在電池升溫到一定的情況下，電解質(zhì)或復(fù)合膜膜孔變性，電池內(nèi)阻將會增大直到斷路，電池停止升溫，確保電池充電溫度正常。一般來講，鋰電池配套的充電器通常都會有充放電的控制電路裝置，當(dāng)電池充滿時，電路會自動斷開，為保護(hù)鋰離子電池，指示燈將自動熄滅。這樣，當(dāng)你給鋰離子電池充電時，即使忘記及時拔下鋰電池充電器，也不用擔(dān)心鋰電池會過充或者過熱而損壞電池。這個時候插不插上電源其實已經(jīng)沒有區(qū)別了。但是，如果你的充電器不是自動斷開的保護(hù)裝置電路，那么，你的電池一旦充電完成時，必須及時切斷電源插頭，以避免鋰離子電池因過充或高溫而損壞。

6.1鋰電池的保養(yǎng)

保養(yǎng)方法：①其實不需要刻意使鋰電池每一次都是在電力用盡后再充，外出前可以將電池充滿電，帶上一塊備用電池不失為一個理智的選擇。②經(jīng)過一段時間后，可以進(jìn)行一次在保護(hù)電路控制下的深充放，以保護(hù)電池的電量。③切記鋰離子電池不要過度的充電。如果你的充電器沒有自動斷電裝置功能，那么就必須在充電完成后，自己及時拔下電源插頭。否則，不但會有可能損壞電池，而且會有可能因為電池的電壓過高而燒壞設(shè)備，比如說數(shù)碼照相機，特別是高像素數(shù)碼照相機。④如果鋰電池長期不用時，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過量，導(dǎo)致過度放電的損壞。同時，為減弱其自身內(nèi)部鈍化反應(yīng)的速度，應(yīng)存放在陰涼的地方。⑤實際上，鋰離子電池在使用中，不需要考慮太多的方面，也就是說，就是顧及也沒有太大的作用。一個電池能使用多久，也許差別更多的來自電池本身的性能決定，在制造中的或許就存在個體差異。

鋰離子電池是一種高性能的二次綠色環(huán)保電池，具有子房電率低、使用溫度范圍寬且具有高電壓、高能量密度（包括質(zhì)量比能量、體積能量）、長的循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)以及能夠大電流充放電等優(yōu)點。由于鋰離子電池具有以上的優(yōu)點，使得其發(fā)展相當(dāng)迅速。正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能和成本對鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。因此，開發(fā)出廉價的具有高電壓、高容量和良好可塑性的正極材料是提高鋰離子電池性能的重點工作。

是目前已廣泛使用的正極材料，但材料中鈷的價格比較昂貴，使其只能用作小電池（照相機電池、手機電池和計算機電池等）。而錳系正極材料在價格、環(huán)境方面有獨特的優(yōu)勢，替代已經(jīng)指日可待，尖晶石型將是下一代鋰電池最有希望的正極材料之一。