硬貨！鋰離子電池爆炸原理、充放電過程

法律顧問：趙建英律師

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌來工作。隨著新能源汽車等下遊產業不斷發展，鋰離子電池的生產規模正在不斷擴大。今天咱們通過一個動畫來簡單的了解一些鋰離子電池工作原理：

充電過程

一個電源給電池充電，此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上，正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液裡，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達負極，與早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為：

負極上發生的反應為：

電池放電過程

放電有恆流放電和恆阻放電，恆流放電其實是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電阻，恆阻放電的實質都是在電池正負極加一個電阻讓電子通過。由此可知，只要負極上的電子不能從負極跑到正極，電池就不會放電。電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路不同，放電時，電子從負極經過電子導體跑到正極，鋰離子Li+從負極“跳進”電解液裡，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。

動畫來描述一下這兩個過程：

充電開始

充電前鋰離子嵌在正極材料的層狀結構中

開始充電後，正極材料失去電子，鋰離子從正極材料中脫嵌而出

鋰離子通過電解液和隔膜，到達負極石墨材料

鋰離子嵌入石墨層中，同時電子通過外電路到達負極，形成相對穩定的嵌鋰石墨

繼續充電中，正極材料持續失去電子，鋰離子也持續脫嵌，直至充電完成

電動汽車行駛過程中，鋰離子電池開始放電

電子從負極材料離開，通過外電路流向正極，失去電子的鋰離子也從石墨層間脫嵌而出

從負極脫嵌後的鋰離子再次通過電解液及隔膜回到正極材料，結合通過外部電路到達正極的電子，形成比較穩定的嵌鋰正極材料

好了，以上就是充放電過程中鋰離子的微觀運動。

最後，咱們再來一個大家最關心的，鋰離子電池的爆炸原理是什麽：

End

來源：直觀學機械整理，歡迎轉載

資料參考：材料匠、新能源Leader

視頻來源：巴斯夫中國、《原來如此》

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