金屬在我們生活中非常常見(jiàn)，比如鐵、銅、鋁等等，金屬有一個(gè)性質(zhì)，就是非常容易被氧化，因此，它的化學(xué)性質(zhì)非常活潑。我們以鋰金屬為例。鋰原子質(zhì)子數(shù)為3，因此，鋰原子中也就含有3個(gè)電子。

鋰原子結(jié)構(gòu)

電子在核外的排布是有一定規(guī)律的，第一層只能排兩個(gè)，因此第二層只有一個(gè)。由于最外層的電子只有一個(gè)，因此這個(gè)電子很容易不穩(wěn)定，容易失去。我們了解電流的出現(xiàn)就是電流的定向流動(dòng)，失去的這個(gè)電子假如通過(guò)導(dǎo)線流到另外一個(gè)電極，那不就能能夠出現(xiàn)電流，鋰離子電池正是運(yùn)用這個(gè)原理。

我們把電池稱為化學(xué)電源，它是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的裝置，放電時(shí)，電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；充電時(shí)則是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)電池的正、負(fù)極用電子導(dǎo)體連接上并加上負(fù)載時(shí)，電流就會(huì)在負(fù)載上通過(guò)。只要正負(fù)極參加反應(yīng)的物質(zhì)不斷進(jìn)行反應(yīng)，則電池不斷有電流輸出，直到反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)完畢為止。

原電池模型

我們以上面這個(gè)最簡(jiǎn)單的電池模型進(jìn)行分析，電池的活性物質(zhì)是銅和鋅，在空間上是分隔開(kāi)的，當(dāng)電路是斷開(kāi)的時(shí)候，鋅電極和銅電極分別與硫酸鋅溶液、硫酸銅溶液相接觸。當(dāng)鋅電極與電解質(zhì)ZnSO4接觸時(shí)，金屬鋅會(huì)自發(fā)的失去兩個(gè)電子，于是變成鋅離子進(jìn)入溶液中，鋅電極上的Zn2+離子進(jìn)入溶液后，將電子留在金屬上，使鋅帶負(fù)電荷。帶負(fù)電后，它將吸引溶液中的正電荷，在鋅棒和溶液之間出現(xiàn)電位差，這個(gè)電位差阻止Zn2+繼續(xù)轉(zhuǎn)入溶液，同時(shí)促使Zn2+返回鋅極，于是形成這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。但總體上，鋅電極是帶負(fù)電的。

負(fù)極反應(yīng)

同樣的在銅電極，銅離子很容易得到電子，得到的電子正是從銅電極中獲得，因此銅這個(gè)電極會(huì)帶上正電，并且也存在動(dòng)態(tài)平衡。

正極反應(yīng)

鋅電極帶負(fù)電，銅電極帶正電，因此在它們之間就會(huì)形成電勢(shì)差，也就形成了電壓，于是鋅電極這邊的電子就會(huì)流向銅電極，于是就出現(xiàn)了電流，有電子的流動(dòng)后，兩邊的平衡狀態(tài)就會(huì)受到破壞，于是鋅會(huì)不斷失去電子而電離，銅離子會(huì)不斷得到電子。于是就有源源不斷的電流。一個(gè)電池就形成了。

當(dāng)電池進(jìn)行充電時(shí)，則整個(gè)過(guò)程相反。鋰離子電池的原理和這個(gè)近似，只是失去電子的是鋰金屬，那么，現(xiàn)代社會(huì)我們?yōu)楹斡钟玫戒囯x子電池，卻不同鋁電池或者鐵電池呢？這些金屬不是更加容易得到嗎，成本也就更加低。其實(shí)，重要是鋰離子電池相關(guān)于其它金屬制成的電池具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)

1.比能量高，鋰離子電池的能量與質(zhì)量之比可達(dá)到120~200Wh/kg，在目前的蓄電池中是最高的。由于金屬鋰是質(zhì)量非常輕，同樣的質(zhì)量下，所帶的電荷最多。

2.放電電壓高，放電電壓一般在3.2V~4.2V以上。

3.自放電低，在正常存放情況下，鋰離子電池的月自放電率僅為5%左右。

4.循環(huán)壽命長(zhǎng)，無(wú)記憶效應(yīng)，普通鋰二次電池在100%的放電深度下，充放電可達(dá)500次以上。如磷酸鐵鋰離子電池和鈦酸鋰離子電池為負(fù)極的電池循環(huán)壽命分別超過(guò)2000次和5000次。

5.充電效率高，電池循環(huán)充放電過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%以上。