二次電池放電原理

鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間來回移動來工作。在充放電過程中，Li＋在兩個電極之間往返嵌入和脱嵌：充電時，Li＋從正極脱嵌，經過電解質嵌入負極，負極處於富鋰狀態放電時則相反。電池一般採用含有鋰元素的材料作為正極材料，是現代高性能電池的代表。

鋰離子電池的種類：【據電解質材料不同】分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。鋰離子電池以其正極材料命名，根據正極材料的不同，鋰離子電池包括更多的類型，在此不一一列舉。下面以磷酸鐵鋰電池為例：

優點：

A. 超長壽命，鋰離子電池的循環壽命可以達到兩千次以上、使用壽命可以達到7~8年，遠高於長壽命的鉛酸二次電池。

B. 快速充電，1C充電30分鐘容量可以達到標稱容量的80%以上，磷酸鐵鋰電池可以達到10分鐘充電到標稱容量的90%。

C. 耐高温，錳酸鋰和鈷酸鋰電池的電熱峯值可達200℃左右，而磷酸鐵鋰達到了350℃—500℃。

D. 工作電壓高，單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V（磷酸鐵鋰的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-MH電池的3倍。

E. 無記憶效應，可充電池在經常處於充滿不放完的條件下工作，容量會迅速低於額定容量值，這種現象叫做記憶效應。鋰離子電池無此現象，電池無論處於什麼狀態，可隨充隨用，無須先放完再充電。

F. 體積比能量、質量比能量高，能達到的實際質量比能量為555Wh/kg左右，即材料能達到150mAh/g以上的比容量（3--4倍於Ni-Cd，2--3倍於Ni-MH），已接近於其理論值的約88%。同等規格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。

G. 自放電小，室温下充滿電的鋰離子電池儲存1個月後的自放電率為2%左右，大大低於Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。

H. 工作温度範圍寬，工作温度約在-25～+45℃，隨着電解質和正極材料的改進，尚可拓到-40～70℃。

I. 沒有環境污染，綠色環保電池的佼佼者，而殘留容量的測試又比較方便，無需維修。

缺點：

A. 衰老，與其它充電電池不同，鋰離子電池的容量會緩慢衰退，與使用次數無關，而與温度有關。可能的機制是內阻逐漸升高，所以，在工作電流高的電子產品更容易體現。

B. 不耐受過度充電、過度放電和大電流放電，因此需要保護電路、排氣孔等多重保護機制。

鈉離子電池實際上是一種濃差電池，正負極由兩種不同的鈉離子嵌入化合物組成。充電時，Na＋從正極脱嵌經過電解質嵌入負極，負極處於富鈉態，正極處於貧鈉態，同時電子的補償電荷經外電路供給到正極，保證正負極電荷平衡。放電時則相反，Na＋從負極脱嵌，經過電解質嵌入正極，正極處於富鈉態。

C. 電池成本較高。主要表現在LiCoO2的價格高（Co的資源較少），電解質體系提純困難。

優點：

A.原料資源豐富，成本低廉，分佈廣泛

B.有相對穩定的電化學性能，使用更加安全

C.能利用分解電勢更低的電解質溶劑及電解質鹽，電解質的選擇範圍更寬。

缺點：

A.不可逆容量損失較大

B.大電流充放電時的性能不夠理想

C.儲能容量偏低

D.容量保持率低。