數(shù)碼產(chǎn)品和智能設備的發(fā)展給我們帶來了更加便利的生活，但這些產(chǎn)品的增加也引發(fā)了一些問題，頻繁的充電讓很多朋友感到麻煩，新聞中出現(xiàn)的燃燒事故也讓很多用戶在選購產(chǎn)品時更為謹慎。

　　本文就為您介紹我們在日常生活中接觸到的鋰離子電池，以及不同鋰離子電池的工作原理，一起來分析他們的功能性和安全性能到底如何。

　　需要注意的是，我們常說的18650電池指的是電池的外形尺寸，而聚合物電池則是按照鋰電池中電解質性狀分類的一種，兩者不是非此即彼的關系，這兩種分類方式也不在本文的探討范圍。

種類多樣的鋰電池（圖片源自bombayharbor）

　　鋰離子電池按照正極材料主要可以分為鎳鋰電池（LiNiO2）、鎳鈷鋰電池（LiNi0.8Co0.2O2）、錳鋰電池（LiMn2O4）、三元電池（LiNi0.3Co0.3Mn0.3O2）以及磷酸鐵鋰電池（LFP）。鋰離子電池的負極材料多為石墨。

　　由于不同的正極材料有不同的特性，所以不同的鋰離子電池也會在不同方面存在差距，另外正極材料的不同也直接導致鋰離子電池的成本不一，同樣會影響其使用范圍。

鋰離子電池充放電示意（圖片源自pdbattery）

　　以LiCoO2為例，鋰離子電池在充電時發(fā)生的反應為：

　　正極反應：LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-　
負極反應：6C+XLi++Xe- = LixC6
總反應：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

　　鋰離子電池的工作原理基本上一致，正極材料的不同并不會導致電池內(nèi)的反應有本質差別，電池的充放電都是鋰離子（Li+）在電解質中運動，從而存儲電能或放出電能。

鋰離子電池的嵌入和脫嵌示意

　　不同電池都是鋰離子的運動：充電時時鋰離子從負極運動到正極，這個過程稱為“嵌入”；在放電時，鋰離子則從正極運動到負極，這個過程為“脫嵌”。

不同鋰離子電池的特性對比
（圖片源自The Current Move of Lithium Ion Batteries Towards the Next Phase. Adv. Energy Mater. 2012,DOI: 10.1002/aenm.201200028
Energy能量，safety安全性，cost成本，life壽命，power功率。
NMC/NCA為三元電池，LCO為鎳鈷電池，LFP為磷酸鐵鋰電池，LMO為錳鋰電池。）

　　對不同鋰離子電池的對比可以看出不同電池的特性：

　　三元電池的典型正極材料為LiNi0.3Co0.3Mn0.3O2，電池的能量值最高，其成本也較低，不過安全性略差，壽命最長，功率也較大。

　　鎳鈷鋰電池的典型正極材料為LiNi0.8Co0.2O2，電池的能量值僅次于三元電池，安全性較差，優(yōu)點是壽命長，成本最低，功率也較大。

　　磷酸鐵鋰電池的典型正極材料為LiFePO4，電池的能量值相對最低，但安全性最好，壽命長，功率最大，成本也更高。

　　錳鋰電池的典型正極材料為LiMn2O4，電池的能量值較低，安全性很好，功率最大，缺點是壽命短，而且成本高。

　　根據(jù)不同的電池對比我們也可以發(fā)現(xiàn)，正極材料的不同使得電池在不同的特性方面都有不一樣的表現(xiàn)，也使得電池在應用方面存在區(qū)別。

　　三元電池的能量值最高，壽命最長，功率也最大，同時擁有低成本的優(yōu)勢，使其可以用在需要高密度能量的領域中，尤其在電動汽車等需要更高續(xù)航能力的地方。

特斯拉電動車使用的是三元電池

　　鎳鈷鋰電池的成本最低，功率也較大，電池的能量值僅次于三元電池，在需要控制成本的地方有更好的表現(xiàn)，很多移動電源和手電中使用的就是鎳鈷鋰電池。

移動電源和手電中常使用的鎳鈷鋰電池

　　磷酸鐵鋰電池的安全性最好，壽命更長，但其成本更高，使得磷酸鐵鋰電池主要應用在對使用時間及循環(huán)次數(shù)有更高要求的地方，如果對安全性的要求最高，同時不考慮成本，同樣可以優(yōu)先選擇磷酸鐵鋰電池。

磷酸鐵鋰電池（圖片源自directindustry）

　　錳鋰電池的安全性很好，功率最大，主要作為動力電池使用，多數(shù)用在電動自行車以及電動模型上，不過錳鋰電池的缺點也比較多，一方面電池的能量值相對較低，壽命也較短，另一方面電池的成本高，也使得其應用較少。

用在電動自行車上的錳鋰電池（圖片源自theebikemotor）

　　需要說的是，雖然我們提到了不同鋰離子電池的安全性能，但這并不代表安全性低的電池會經(jīng)常出問題，這只是相對的比較分析，目前鋰離子電池的技術已經(jīng)趨于成熟，安全性都有很好的表現(xiàn)，龐大的使用量也是印證。

　　總的來說，目前不同的鋰離子電池都在現(xiàn)有的技術上在成本和實用性之間找到了平衡，不同領域選擇不同的鋰離子電池也是從實際需求出發(fā)的。另外，鋰離子電池技術的成熟使得成品電池的一致性更佳，也可以為用戶提供更好的用電支持，也將在更大的領域發(fā)揮作用。