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1.2锂离子电池简介
1.2.1锂离子电池的工作原理
众所周知锂离子电池作为一种电能-化学能互相转化的电池，其主要由三部分组成：电极材料（包括正极材料和负极材料）、电解液、隔膜。电极材料是电池主要的储能介质，其组成元素为可逆的脱嵌锂离子的化合物。电解液是锂盐的重要运载体，在电池的内部起到离子导电的功能，锂离子主要集中在这里。位于正负极材料当中的是隔膜，隔膜能进行离子与离子间的传输并阻隔电子导电，防止正负极间发生短路。图1-1为锂离子电池的基本工作原理。
图1-1锂离子电池的工作原理
当电池充电时，Li+离子从正极脱嵌出，由经电解质溶液再通过隔膜嵌入负极中，此时正极中的活性物质处于贫锂状态；反之，当电池放电时，Li+离子则从负极中脱出，通过电解质溶液和隔膜再嵌入到正极中，正极活性物为富锂状态。为保持电荷平衡，当充放电时，会有一大部分的电子经过外电路而传递，和Li+离子会和后一起在正、负极之间来回迁移，让正、负极产生相应的氧化还原反应，并保持相对的电位。嵌入和脱出会引起电池材料层间距离的改变，但绝大多数的情况下是不会对材料晶体结构的变化有任何影响的，因此锂离子电池具有良好的安全性和循环稳定性。这也是我们要探究锂离子电池的主要原因，而构成正、负极的嵌锂化合物的化学性质、导致Li+离子浓度的最主要原因是工作电位的大小[6]。
我们可以从锂离子电池的工作原理中可以看到，锂离子电池的本质上是一个 Li+离子浓差电池，组成正负电极的是两种不同的锂离子嵌入化合物。