电池充电和放电原理图

锂离子电池是一种常见的可充电电池，其充放电过程是基于电极周围的变化。充电时，外部电压施加在外部端子上，强制产生与放电反应相反的反应。由此，正极的锂离子释放电子，在电场作用下通过电解液迁移到负极，嵌入负极的活性物质内部。同时，电子被接收，锂离子被负极活性物质固定。锂离子在电解液中快速迁移，在负极表面减速，在负极活性物质内部非常缓慢地扩散。这与汽车离开高速公路，进入普通公路，然后驶入自家附近街道的过程相似。充电时，锂离子在负极表面呈现拥堵状态。这个过程如图2所示。

从电化学角度解释，锂电池的充放电过程是基于单体内部的变化。锂电池的基本组成包括正极、隔膜、负极、集流体（极耳）、电解液。常见的圆柱电芯内部，其实很像一个寿司。首先将同样大的正极、隔膜和负极像三明治一样叠在一起，然后再卷起来。简化后的电芯内部结构如图3所示，正极、隔膜和负极均浸泡在电解液中。电解液为离子的迁移提供通道，电子只能通过集流体从外部电路中移动。所以即使正负极完全浸泡在电解液中，也不会出现电芯内短路。

化学电源，也称电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。化学电池一致是科学研究的重点内容，也是专业课的重点考察内容。从化学反应、浓差、中和沉淀电池的角度分类，化学电池可以分为化学反应、浓差、中和沉淀电池。如丹聂尔电池所示，该电池是由锌电极（将锌片插入ZnSO4水溶液中）作为阳极，铜电极（将铜片插入CuSO4水溶液中）作为阴极而组成的。为了防止两种溶液直接混合，而让离子仍能通过，中间用多孔隔板隔开。

总结一下，锂离子电池的充放电原理是基于电极周围的变化，而锂电池的基本组成包括正极、隔膜、负极、集流体（极耳）、电解液。化学电池有多种分类方法，如化学反应、浓差、中和沉淀电池等。