二次电池放电原理

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间来回移动来工作。在充放电过程中，Li＋在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li＋从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为正极材料，是现代高性能电池的代表。

锂离子电池的种类：【据电解质材料不同】分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。锂离子电池以其正极材料命名，根据正极材料的不同，锂离子电池包括更多的类型，在此不一一列举。下面以磷酸铁锂电池为例：

优点：

A. 超长寿命，锂离子电池的循环寿命可以达到两千次以上、使用寿命可以达到7~8年，远高于长寿命的铅酸二次电池。

B. 快速充电，1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上，磷酸铁锂电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

C. 耐高温，锰酸锂和钴酸锂电池的电热峰值可达200℃左右，而磷酸铁锂达到了350℃—500℃。

D. 工作电压高，单体电池的工作电压高达3.7-3.8V（磷酸铁锂的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

E. 无记忆效应，可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。锂离子电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。

F. 体积比能量、质量比能量高，能达到的实际质量比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150mAh/g以上的比容量（3--4倍于Ni-Cd，2--3倍于Ni-MH），已接近于其理论值的约88%。同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3。

G. 自放电小，室温下充满电的锂离子电池储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。

H. 工作温度范围宽，工作温度约在-25～+45℃，随着电解质和正极材料的改进，尚可拓到-40～70℃。

I. 没有环境污染，绿色环保电池的佼佼者，而残留容量的测试又比较方便，无需维修。

缺点：

A. 衰老，与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。

B. 不耐受过度充电、过度放电和大电流放电，因此需要保护电路、排气孔等多重保护机制。

钠离子电池实际上是一种浓差电池，正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成。充电时，Na＋从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富钠态，正极处于贫钠态，同时电子的补偿电荷经外电路供给到正极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，Na＋从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富钠态。

C. 电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高（Co的资源较少），电解质体系提纯困难。

优点：

A.原料资源丰富，成本低廉，分布广泛

B.有相对稳定的电化学性能，使用更加安全

C.能利用分解电势更低的电解质溶剂及电解质盐，电解质的选择范围更宽。

缺点：

A.不可逆容量损失较大

B.大电流充放电时的性能不够理想

C.储能容量偏低

D.容量保持率低。