锂离子电池的内部组成结构是什么样？

从锂离子电池结构来说，重要分为以下五个部分组成：

1、正极资料：电极电势较高、结构安稳的具有嵌锂才能的层状或尖晶石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元资料等。

2、负极资料：电位挨近锂电位、结构安稳的并可许多储锂的层状石墨、金属单质及金属氧化物，如石墨、中心相碳微球、钛酸锂等。

3、电解液：溶有电解质锂盐的有机溶剂，供给锂离子，电解质锂盐有LiPF6、LiClO4、LiBF4等，有机溶剂重要由碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲酯(DMC)等其中的一种或几种混合组成。

4、隔阂：置于正负极之间，防止正负极直接接触，且答应Li+离子经过的聚烯微多孔膜，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，或它们复合膜，PP/PE/PP三层隔阂。

5、外壳：电池封装，主要有铝壳、盖板、极耳、绝缘片等。

正极盖在电池上端凸起的部分，内部与正极相连，标识电池的正极。

电池壳采用镀镍钢的电池壳，用途是保证电池内部的活性物质不与外界直接接触，另外它与负极相连，起负极集流用途。

电池贴标一种包装印刷塑料套，用来标识电池的种类和型号及其他信息。

隔膜一种隔开正负极活性物质，保持电液的材料;电解液在锂锰一次电池中用来传递离子的高氯酸锂有机物电解液。

正极在锂锰一次电池中，正极物质是二氧化锰

我们日常使用的手机和笔记本电池其实是锂离子电池，锂系电池分为锂电池和锂离子电池，但大家俗称为锂电池。真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。今天用图片的方式详解锂电池工作原理和结构，让大家全方位的了解锂电池。

一、锂电池结构示意图

了解锂电池工作原理之前，先大概了解下锂电池的组成部分，如下示意图：

锂电池结构示意图

锂离子电池电池组成部分如下：

(1)正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

(2)隔膜——种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

(3)负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

(4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

(5)电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。

二、锂电池工作原理图解

下面从锂电池充电过程、放电过程和电池保护板三大部分给大家介绍其工作原理：

1、锂电池充电过程

锂电池工作原理

电池的正极由锂离子生成，生成的锂离子从正极“跳进”电解液里，通过电解液“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，运动到负极，与早就通过外部电路跑到负极的电子结合在一起。

●正极上发生的反应为：LiCoO2==充电==Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)

●负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe=====LixC6

在充电的过程中，Li+从正极LiCoO2中脱出，进入电解液，在充电器附加的外电场作用下向负极移动，依次进入石墨或焦炭C组成的负极，在负极形成LiC化合物。

2、锂电池放电过程

放电时电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路径不同，电子从负极通过外部电路跑到正极;锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

3、电池保护板

顾名思义，电池保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护，是由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池总会有保护板和一片电流保险器出现。

下图为电池板保护电路。PTC：正温度系数热敏电阻;NTC：负温度系数热敏电阻，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备能够及时反应，控制内部中断而停止充放电;U1为电路保护芯片，U2为两个反接的MOSFET开关。

正常状态下电池板U1的CO和DO都输出高电压，两个MOSFET都处于打开状态，电池可以自由充放电。

充电保护简化原理图

过充电保护：当U1检测到电池电压达到过充保护门限，CO管脚输出低电平，MOS管开关2由导通转为关闭，充电回路关断，充电器无法再对电池充电，从而实现过充保护。

过放电保护：在电池放电过程中，当U1检测到电池电压低于过放保护门限时，DO脚由高电平转变为低电平，MOS管开关1关闭，使电池无法再放电;过放电保护状态下电池电压不能再降低，要求保护电路的电流极小，控制电路进入低功耗。

过流保护：正常情况下，电池对负载进行放电，电流经过两个串联的MOS管开关，VM管脚检测到两个MOS管的压降电压为U。若负载因某种原因导致U异常，使回路电流增大，当U大于一定值时，DO管脚由高电压转变为低电压，MOS管开关1关闭，从而使放电回路电流为零，达到过电流保护作用。

一、锂离子电池简介

锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池;

正极采用 锂化合物LiCoO2、LiXNiO2、LiXMnO2、LiFePO4和三元复合材料，

负极采用锂-碳层间化合物-LiXC6

在充电过程中，LI+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象称为“摇椅电池”

充电时;Li+从正极脱落，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态，放电时侧相反。

二、锂离子电池结构

正极：活性物质、导电剂、溶剂、粘合剂、基体;

负极：活性物质(石墨、MCMB、CMS)、溶剂、粘合剂、基体、隔膜、电解液;

外壳五金件：钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带;

1、锂离子电池结构-正极

电池放电时从外电路获得电子的电极，此时电极发生还原反应，通常是电位高的电极，锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极等;

2、锂离子电池结构-负极

电池放电时从外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应，通常是电位低的电极，锂离子电池中的石墨电极;

3、锂电池结构-隔膜

隔膜-是放置于两极之间;作为隔离电极的装置;用于避免电池两极上的活性物质直接接触而造成电池内部的短路，但隔膜仍需能让带电离子通过;已形成通路;

隔膜要求：

离子透过 度大，

机械性强度适当

本身为绝缘体

不与电解液及电池级发生反应