鋰離子電池(Li-ion)是由鋰電池發(fā)展而來(lái)的。所以在介紹Li-ion之前，先介紹鋰電池。以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池，鋰電池的正極材料是鋰金屬，負(fù)極是碳。鋰在元素周期表中處于活潑金屬的前列，并且具有質(zhì)量輕、比能量高等優(yōu)點(diǎn)。但金屬鋰的極活潑性也成為鋰電池的致命缺陷。在鋰電池的基礎(chǔ)上，鋰離子電池應(yīng)運(yùn)而生，它不僅繼承了鋰電池的優(yōu)點(diǎn)，而且，鋰不再以金屬態(tài)存在，而是以Li+的化合態(tài)存，大大增加了電池的安全性。磷酸鐵鋰電池就是這種電池。
鋰離子電池所涉及的物理機(jī)理，目前是以固體物理中嵌入質(zhì)來(lái)解釋的，嵌入是指可移動(dòng)的客體粒子(分子、原子、離子)可逆地嵌入到具有合適尺寸的主體晶格中的網(wǎng)絡(luò)空格點(diǎn)上。電子輸運(yùn)鋰離子電池的正極和負(fù)極材料都是離子和電子的混合導(dǎo)體嵌入化合物。磷酸鐵鋰電池正極材料采用磷酸鐵鋰，呈橄欖石結(jié)構(gòu)。負(fù)極采用層狀石墨，呈六邊形結(jié)構(gòu)。負(fù)極也可以采用金屬鋰，但是負(fù)極采用金屬鋰容易發(fā)生鋰陽(yáng)極的鈍化和枝晶穿透問(wèn)題，所以工業(yè)產(chǎn)品的鋰電池不采用鋰作為負(fù)極。這樣既保持了鋰電池高容量、高電壓等許多優(yōu)點(diǎn)，還大大提高了電池的充放電效率和循環(huán)壽命，電池的安全性也得到了較大的改善。電解液目前主要采用含有六氟磷酸鋰的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯等有機(jī)溶劑組成的混合溶液。
磷酸鐵鋰電池本質(zhì)上仍然是通過(guò)電能和化學(xué)能之間的變化來(lái)儲(chǔ)存能量。在Li-ion的充放電過(guò)程中，鋰離子處于正極一負(fù)極一正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其正、負(fù)極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)如圖7-1所示。Li-ion電池的兩極就一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運(yùn)動(dòng)員一樣在搖椅上來(lái)回奔跑，所以Li-ion電池又叫搖椅式電池。
