关于锂离子电池，你所不知道的一些事儿

老古德·[先生/s2/]在与他共事多年后，今年获得了诺贝尔化学奖(然而，今年诺贝尔文学奖村上春树继续与他同行，并为他感到难过了一秒钟)。锂离子电池能够获得诺贝尔奖的原因，请参见诺贝尔化学奖评选委员会-他们开发出了世界上最强的电池(放心，已经甜蜜地翻译成中文)。

村上春树

老古德先生一直在呼吁诺贝尔奖。今年，美国化学学会(ACS)邀请化学家进行网络直播，预测今年的诺贝尔化学奖。锂离子电池和克里斯普·(密集的规则间隔的短回文重复)获得最高票数[1](因此，在这里咬一小口克里斯普明年可能会获奖)。

CRISPR可能机制示意图|来源:维基百科

锂离子电池诺贝尔奖的确是意料之中的事。锂离子电池现在已经渗透到生活的各个方面，使电子设备更轻、更耐用。例如，你可以不用锂离子电池用手机刷这篇文章。

锂离子电池原理[2]

锂离子电池对我们现在的生活是不可或缺的。每个人都熟悉它的原则、历史等等。所以边肖今天偏离常规，谈论锂离子电池鲜为人知的一面。

锂电池？锂离子电池！

可能有一点可爱已经注意到了，小编辑说一直是“锂离子电池，但平时你可能听说过锂电池、锂离子电池、锂聚合物电池等各种名词，由这些名词做成七肉八菜。我要给你打一针。

事实上，锂电池的概念很混乱，也没有统一的说法。让我们看看国家标准(实际上是推荐的国家标准)中说了些什么。在“电工术语原电池和电池组”(GB/T 2900.41-2008)中，锂电池被定义为“含有非水电解质和锂的电池或具有负极的含锂电池”，其可以是原电池或电池组。这个范围非常宽，只要负极含有锂并且电解质是非水的。通常负极为金属锂的原电池称为锂电池，也称为锂原电池，不能充电。代表性电池包括锂-二氧化锰电池、锂-碳氟电池和锂-亚硫酰氯电池。

锂一次电池

锂离子电池是一个用来区别锂电池的词。前索尼高级执行副总裁兼首席技术官吉雄西山丽解释[2]。负极锂碳化合物中的“锂”是离子的形式，而正极的锂氧是离子的形式，锂也是离子的形式。电池中没有金属锂，因此被称为“锂离子电池”，并获得诺贝尔奖。显然，锂离子电池是可充电电池。

西门旭(为锂离子电池产业化做出了巨大贡献)

处于完全充电状态的负极是金的LiC6，锂不以金属单质的形式存在(锂离子电池充电后被拆开。这个人物是在手套箱里操作的。请勿自行拆卸充电的锂离子电池。氯化锂将在空气体中自燃。最好不要自己更换手机电池。操作不当可能会切断电池并导致火灾和爆炸)

说到锂离子电池，另一个人不得不提到法国科学家米歇尔·阿曼德·，他在1972年提出了嵌入化合物和摇椅电池(摇椅电池)的概念。正极和负极使用嵌入化合物来直观地比较正极和负极之间锂离子的穿梭和摇椅的摇摆。

Michel Armand

当你听到有人说锂电池获得了诺贝尔奖，或者手机使用了锂电池，你可以礼貌地指出这不是锂电池，而是锂离子电池(锂离子电池。假装成乙后，他渐渐离开了，隐藏了他的成就和名声。

至于锂聚合物电池，它们实际上是锂离子电池，也称为聚合物锂离子电池。与传统的锂离子电池相比，区别在于它的外壳是铝塑膜，然后没有很大的区别。改变外壳可以改变高大的名字。天气真冷。所谓铝塑薄膜是指一层铝箔夹在两层聚丙烯之间。铝箔用于防止空气体中的水通过聚丙烯进入电池内部。使用铝塑薄膜作为外壳的优点是减轻了电池的重量。

聚合物锂离子电池(也称为软包装电池)，外壳是铝塑薄膜

还有一种凝胶聚合物锂离子电池，它使用一种特殊的电解质，就像普通锂离子电池中使用的电解质是液体一样，而它使用凝胶状态，就像果冻一样。

锂离子电池的容量和能量

现在手机屏幕越来越大，相应的功耗也增加了。因此，手机电池的容量已经成为购买的一个非常重要的指标，毕竟，没有人想在拖长充电线的同时使用手机。

甜蜜的警告

目前，手机电池容量以毫安为单位。高中知识告诉我们，这是电的单位，是需要乘以电压的能量单位。

电池容量的计算方法:

电池能量计算方法:

等等，手机显然在消耗能量，如何用电量来衡量呢？！这实际上是因为为了减少移动电话等便携式电子设备中的电池体积，锂离子电池的正极使用钴酸锂，并且这种正极材料具有非常高的压实密度。仅仅因为手机电池的正极由相同的材料制成，电池的电压就相对接近(理论上是3.7V，这与不同电池制造商的技术有关)，加上通常只有一个单电池(请忽略一个最近由一家手机工厂制造的手机，它有两个2000毫安的电池)。只有容量才能真正测量电池中储存的能量。

然而，计算机上的电池将同时指示电池的容量(功率)和能量。这是因为计算机中不仅只有一个电池，还有许多电池串联和并联，形成一个电池组，不能用电池的容量来测量。高中知识告诉我们:对于同一型号的电池，电池并联后电池组的电压不会改变，但电池组的容量会增加。如果电池串联，电池组的容量不会改变，但电池组的电压会增加。

电池并联|来源:esigara.eu

电池系列|来源:batteryuniversity.com

现在让我们以边肖手头的笔记本电脑为例。它的规格说“57.4瓦/7565毫安@7.6V(典型容量)”，这意味着它是由四个容量为3782.5毫安、电压为3.8V的锂离子电池串联而成的电池组，7565毫安7.6V = 57.494Wh瓦，那么为什么不串联两个7565毫安的电池呢？嘿嘿，7565毫安的电池容量太大，需要高产量。其次，3782.5毫安时的电池实际上是用于手机的电池。对于工厂来说，只有一条生产线可以同时生产手机和电脑电池，从而降低成本。

然后边肖去看了另一台笔记本电脑的电池规格参数，如下图所示。

乍一看，这种电池的容量比手机电池的容量大一点。如何将其用于笔记本电脑？但是看看它的电压，它突然出现了。这是由6节容量为2200毫安、电压为3.6伏的电池串联而成，这就是传奇的6芯锂离子电池(里面有6节单体电池)。从该电池的形状(长)和2200毫安时的容量可以看出，这是18650电池(即直径为18毫米、高度为65毫米的圆柱形电池)。

因此，要测量电池的耐久性，最好看一下能量，自己动手。

锂离子电池指的是北

边肖曾经听到有人说，新买的手机使用几次时，应该充满电，然后排干电，重复几次，这样才能激活电池，延长使用寿命。

当我听到这句话时，我立刻感到困惑。这不是为了延长锂离子电池的寿命。这显然是在缩短锂离子电池的寿命。如果时间倒退20年，这种说法没有什么大问题。因为它是镍氢电池或镍氢电池，所以具有所谓的“记忆效应，也就是说，电池长时间戴上后，镍电极板上的晶体会变得粗糙，这会影响与电解液的接触，导致容量下降[3]。几次完全充放电可以细化晶粒，部分恢复容量，这称为“活化”。

镍氢电池|来源:维基百科

但是现在手机已经使用锂离子电池了。如前所述，锂离子电池基于锂离子在嵌入化合物中的嵌入和脱嵌，并且不存在“记忆效应”。所以刚买了一部手机，就直接用吧。

有人还问，锂离子电池的循环寿命只有500倍左右，那么我们如何延长锂离子电池的寿命呢？

锂离子电池的循环寿命通常定义为:当锂离子电池深度充电和放电时，其容量可保持在80%以上的循环次数。从这里可以看出两个关键词:深度充放电和80%。深度充放电容易破坏锂离子电池的微观结构，降低电池容量。然而，我们的手机有一个保护机制，所以不可能对电池进行深度充电和放电。它需要电池厂的特殊设备。其次，锂离子电池容量低于80%的事实并不意味着它不能使用，而只是让用户觉得电池不耐用。

如果锂离子电池在工厂测试中的寿命是500倍，那么我们的正常寿命必须大于500倍。因为在正常使用中我们不能给电池完全充电和放电，所以电池容量衰减不是很严重。至于如何让锂离子电池寿命更长，我们所能做的就是不要对电池进行深度充放电(当然是以避免，也就是说，对锂离子电池进行浅充放电:不完全充电，不完全充电。然而，这确实影响了玩手机的乐趣，所以有一个更折中的解决方案:手机在使用前应该充满电，当剩余20%的电量时应该充电，直到手机自动关机才应该充电。为什么是20%？由于边肖的手机充电20%时会进入省电模式，边肖患有强迫症，迫不及待地想给手机充电。

手机电恐惧症

事实上，我们有不良使用习惯的工程师早就考虑过了。他们不用担心(我比工程师聪明)。手机电池的正常使用仍然可以维持两三年。两三年后，手机应该差不多要换了。

参考

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[2]西山丽。锂离子二次电池的发展[。化学记录，2001，1(1): 406-413。

[3

封面图片来自系统机房。

编辑:重光

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