锂铁电池的原理是什么，锂电池是如何工作的

化学能转化为电能。

锂金属电池：

锂金属电池一般采用二氧化锰为正极材料，锂金属或其合金金属为负极材料，采用非水电解质溶液。

放电反应：Li+MNO2=LiMnO2

锂离子电池：

锂离子电池一般是以锂合金金属氧化物为正极材料，石墨为负极材料，非水电解质的电池。

在充电正极上发生的反应是：

LicoO2==Li（1-X）CoO2+XLI++Xe- （电子）.

在电荷的负极上发生的反应是：

6c+xli++xe- = lixc6

可充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li（1-X）CoO2+LixC6

正极正极材料：有很多正极材料可供选择，主流产品多采用磷酸铁锂。 不同正极材料比较：

LiCoO2 V 140 mAh g Li2Mn2O4 V 100 mAh g LiFePo4 V 100 mAh g Li2Fepo4F v 115 mAh g 正极反应：放电时锂离子插层，充电时锂离子脱插。 充电时：

LiFePO4 Li1-XfePO4 + XLI+ +XE- 放电时：LI1-XFEPO4 + XLI+ +XE-LIFEPO4。

阳极和负极材料：多使用石墨。 新的研究发现，钛酸盐可能是一种更好的材料。

负极反应：锂离子在放电时脱插，锂离子在充电时插层。

充电时：XLI+ +XE- +6C LIXC6

放电时：LiXC6 XLI+ +XE- +6C

锂离子电池通过充电和放电工作。 电池充电时，在电池的正极处形成锂离子，锂离子通过电解液到达负极。 负碳具有具有许多微孔的层状结构。

到达负极的锂离子嵌入碳层的微孔中。 锂离子嵌入越多，充电容量越大。 同理，当电池放电时（我们使用电池的过程），嵌入负极碳中的锂离子出来并返回正极。

返回正极的锂离子越多，放电容量越大。 我们通常所说的电池容量是指放电容量。

锂离子电池的优点

1、锂离子电池高压平台：单节电池的平均电压为OR，约等于3节镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于形成电池组。

2.储能密度高：与其他电池相比，锂离子电池具有较高的能量密度，已达到460-600wh kg，约为铅酸电池的6 7倍。 这意味着在相同的充电容量下，锂离子电池的重量更轻。

据计算，相同体积的铅酸产品重量约为1 5 1 6。

3、使用寿命比较长：锂离子电池的使用寿命可达6年以上。 以磷酸亚铁锂作为锂离子电池的正极为例，在1C充放电倍率下循环循环记录可达1000次。

4、续电能力高：电动汽车用锂离子电池用磷酸铁锂电池充放电倍率可达15C-30C，非常适合动力车辆的高强度起步和加速。

三元锂电池。

三元锂电池的全称是“三元材料电池”，一般是指使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂（NCA）三元正极材料的锂电池，镍盐、钴盐、锰盐按三种不同的成分比例进行不同的调整，因此称为“三元”，其中包含许多不同比例的电池。 从形状上看，可分为软包电池、圆柱形电池和棱柱形硬壳电池。

其标称电压可达，能量密度比较高，电压平台高，分接密度高，续航里程长，输出功率大，高温稳定性差，但低温性能优良，成本比较高。

磷酸铁锂电池。

磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂（LiFePO4）为正极材料，以铁为电池原料，成本低，不含重金属，对环境污染小，工作电压高。

磷酸铁锂晶体中的P-O键稳定，因此在零电压下储存时不会发生泄漏，在高温条件下或过充时安全性非常高，可以快速充电，放电功率高，无记忆效应，循环寿命高，缺点是低温性能差，正极材料的攻丝密度小， 能量密度低，产品的收率和一致性也受到质疑。

两种类型的电池都有自己的优势。

在高温条件下，三元锂电池的三元材料在200小时会分解，产生剧烈的化学反应，释放出氧原子，并且极易发生燃烧或高温现象，因此基于安全考虑，中国工信部于2024年1月通过专项文件，将三元锂电池的使用暂时限制在纯电动公交车上。 磷酸锂电池的分解温度为800°C，不易着火，安全性相对较高。

主要是因为原材料不同，所制造的电池特性也不同，磷酸铁锂与普通锂电池相比具有优良的安全性，放电容量更强，但功率密度较低，单电压仅为伏特，每公斤比容量小于200瓦时，同时， 各电压规格组成后，与铅酸蓄电池一致，可以完美替代，目前主要应用于电动汽车。

普通锂电池安全性差，放电容量弱，但功率密度大，单电压伏特，每公斤比容量260瓦时，主要用于对产品尺寸和电池寿命要求较高的设备，如各种数码产品。

电池和锂电池之间有种种区别，两者的功能相差不大，但功能的功耗或其功率却大不相同。

电动汽车用锂电池在车身中的区别在于，电池在车体内还是比较稳定的，时间不是比较长。

不同之处在于一个添加了铁，另一个没有铁。

锂电池的工作原理是充放电原理。 锂电池放电时，电子和Li+同时作用，方向相同，但路径不同，电子从负极通过外部电路到正极; 锂离子 li+ 从负数。

锂电池是一种可充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动。 在充放电过程中，Li+插层在两个电极之间脱嵌：在可充电电池中，Li+从正极中取出，通过电解液插入负极，负极处于富锂状态; 在放电过程中，情况正好相反。

以锂为电极的材料是现代高性能电池的代表。

在锂电池的充放电过程中，锂离子处于从正极到负极再到正极的运动状态。 如果我们把锂离子电池比作摇椅，摇椅的两端就是电池的两极，锂离子就像一个优秀的运动员在摇椅的两端来回奔跑。 于是专家们给电池起了个可爱的名字，摇椅电池。

锂电池的结构由正极、负极、电解液、隔膜、外壳、电极引线五部分组成。 锂电池的结构可分为绕组式和叠层式两大类。 液态锂电池具有绕组结构，而聚合物锂电池同时具有绕组结构。

正极材料：活性材料、导电剂、溶剂、粘合剂、基材。 在锂电池中，正极材料市场容量最大，附加值高，约占锂电池成本的30%，毛利率低15%，高水平超过70%。

目前，这些材料已批量应用于锂电池，主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、钴镍锰锂和磷酸铁锂。