科學(xué)變得簡(jiǎn)單：鋰離子電池如何工作

鋰離子電池每天為數(shù)百萬人的生活提供動(dòng)力。從筆記本電腦和手機(jī)到混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車，這項(xiàng)技術(shù)因其重量輕、能量密度高和充電能力而越來越受歡迎。

電池由陽(yáng)極、陰極、隔膜、電解質(zhì)和兩個(gè)集電器(正極和負(fù)極)組成。陽(yáng)極和陰極儲(chǔ)存鋰。電解質(zhì)通過隔膜將帶正電的鋰離子從陽(yáng)極攜帶到陰極，反之亦然。鋰離子的運(yùn)動(dòng)在陽(yáng)極中產(chǎn)生自由電子，從而在正極集流體上產(chǎn)生電荷。然后電流從集電器流經(jīng)正在供電的設(shè)備(手機(jī)、計(jì)算機(jī)等)到負(fù)集電器。隔板阻止電池內(nèi)的電子流動(dòng)。

當(dāng)電池放電并提供電流時(shí)，陽(yáng)極將鋰離子釋放到陰極，從而產(chǎn)生從一側(cè)到另一側(cè)的電子流。當(dāng)插入設(shè)備時(shí)，會(huì)發(fā)生相反的情況：鋰離子由陰極釋放并由陽(yáng)極接收。

能量密度與功率密度

與電池相關(guān)的兩個(gè)最常見的概念是能量密度和功率密度。能量密度以瓦時(shí)每千克 (Wh/kg) 為單位，是電池相對(duì)于其質(zhì)量可存儲(chǔ)的能量。功率密度以瓦每千克 (W/kg) 為單位測(cè)量，是電池相對(duì)于其質(zhì)量可產(chǎn)生的電量。為了更清楚地描繪出一幅圖，想象一下排干水池的水。能量密度與水池的大小相似，而功率密度與盡快排干水池的水相當(dāng)。

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