我们每天使用的智能手机每一秒钟都很疯狂，内部会有化学反应，就像里面发生的小苏打火山一样。

手机看起来像是坚固的设备，没有许多活动部件。但电池内部有一种化学反应，这种化学反应持续不断，促使手机电池很快失去电量。

今天，让我们一起来研究一下这种锂离子电池：

它如何为你的智能手机供电？

手机充电时又会发生什么？

为什么你的电池很快就没电了？

那么首先，电池如何为智能手机供电呢？

所有电池都有一个正极端子和一个负极端子，并向我们的便携式设备供电。

而在我们的智能手机中，电本质上是电子的流动。

带负电的电子从负端子流出。然后运行扬声器或显示屏之类的东西，然后在正极端子处结束。

那么，电子流从何而来呢？

既然叫做锂离子电池，那么电子自然来自于元素锂。

在负极端子（技术上称为阳极）上，锂存储在碳石墨层之间，类似于铅笔中的石墨。

石墨具有层状平面的漂亮晶体结构，这样就可以将锂楔入各层之间。用技术术语来说，就叫做插层。

石墨的作用就像是一个稳定的锂原子存储空间。锂元素的一个固有特性是它不喜欢它的最外层电子，它想放弃它。

所以，当有从负极端子到正极端子的可用路径时，该电子与锂分离并开始向另一侧移动。同时，锂离开石墨，变为正电或+1充电，现在称为锂离子。

离子只是原子的花哨词，失去或获得电子从而被充电的人，当许多锂原子同时离开石墨时，电子流建立了。

现在让我们跳到正极端子，在技术上称为正极。在这里，我们的钴失去了一些电子，从而失去了氧气，因此使钴为正，即+4。

结果，它又想要重新获得电子。

当我们将负极端子和正极端子连接到智能手机时，电子从想要放弃电子的锂中流出，通过智能手机中的电路和组件以及想要获得电子的钴。

现在，我们遇到一个小问题。

随着电子从负端流向正端，钴面越来越带负电，另一面带正电。

电子确实想朝这个方向流动，但同时电子不喜欢流到某个区域越来越多地带有负电荷。

这是因为相反的电荷相互吸引，而相似的电荷相互排斥。

要解决此问题，我们给现在带正电的锂离子最近离开了石墨，这是一条移动到另一侧的路径。

该路径称为电解质，其功能允许存在锂离子

从一侧迁移到另一侧，同时不允许电子移动通过。

当锂到达钴侧时它再次楔入自身，或与钴和氧嵌入，成为氧化钴锂。锂没有重新获得电子，电子到达了钴，这只是在平衡电荷积累。

让我们快速回顾一下。

这是一块充满电的电池。

全天锂原子离开石墨层，并从电子中分离出来成为锂离子，电子从负极端子流过智能手机中的电路和组件

并进入正极以连接钴原子。

同时，锂离子移动，通过电解质以中和积累的电荷并保持反应进行。这是反应的化学式。

因此，在一天结束时，几乎所有的锂都已离开石墨层，并加入钴变成钴酸锂，您的电池现在电量耗尽。

现在电池已空，让我们为它充电。

我们插入智能手机，然后执行此操作，即使用USB充电器，向相反方向的电子流施加更高的力，电子被从钴中拉出，从而使钴回到+4状态并踢出锂离子。

另一方面，电子被迫到石墨上，从而使锂穿过电解质，并返回到石墨层中。

如您所见，这与之前的反应完全相反，这就是为什么该电池可充电的原因。使用手机时，锂及其电子向一个方向移动，当您将其充电后，情况则相反。

好的，现在让我们倒带并添加更多便笺细节。

首先，这两个侧面不能接触，如果阳极和阴极接触，

如果石墨中还有锂，化学反应将无法控制地加速，并引起火灾或小规模爆炸。

因此，不导电的半渗透性隔膜允许锂离子通过的位置位于中间。这种电解质不是有效的屏障，因为它是液体。

要注意的第二件事是石墨和过氧化钴，不擅长收集或分配电子。所以在石墨旁边添加了导电铜层，在过氧化钴旁边有一个导电铝层。这两个层或薄片称为收集器。

这些显示了100％的锂从阳极到阴极，然后返回。但实际上，总会有一些百分比残留在阳极，阴极和电解质中的锂，尽管电池分别已充满电或已放电。

为了最大化电池的容量，并让电池装入您的智能手机，将所有这些层折叠并包裹在矩形棱镜包装中。

为了调节电流，额外的电路被添加到电池的顶部。

该电路可防止过度充电和损坏电池。

所以，最后一个话题。

为什么电池的最大容量会随着时间减少？

有几个原因， 其中之一是，有时锂和传入的电子与电解质和有机溶剂反应，形成称为固体电解质相间或SEI的化合物，SEI不可逆地消耗锂和电解质，

因此减少了锂的总量，从而降低电池的最大容量。

另一个原因是，当您将电池完全放电直至电量耗尽时，会导致钴侧锂过多， 导致不可逆地产生氧化锂和氧化钴（II）。

这些化合物以这种状态被卡住，从而减少了锂和钴供将来使用。

偷偷告诉大家一个小技巧，不要让电池用完直到电池耗尽。最好在30％或40％，然后使其运行直至死亡。

手机离子电池的原理讲完了，你了解了吗？

本期分享就到这里，再见！

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