由此可见锂电池其实就是利用锂离子和电子在不同路径的移动来工作的,锂离子从电解液中移动,走“水路”。电子则从外部电路移动,走“铁路”。充电时它们被电源强行“挟持”到负极,放电时再自行返回正极,这样锂电池就可以正常工作了。
到此为止我们起码明白了一点:电池中能自由移动的锂离子越多,电池的容量就越不容易受到影响。
那么重新回到文章开头的问题:为什么锂电池在充满电的状态下长期存放会导致容量衰减呢?
因为锂电池充满电后大部分锂离子都跑到负极了,而这些锂离子来自于正极的锂的化合物,充满电后正极含锂化合物失去了锂离子,结构变得不稳定了。在长期存放的过程中正极不稳定的化合物还浸泡在电解液中,这就使得本就不稳定的正极材料更容易与电解液反应。结果到了放电的时候一部分锂离子回到正极后发现没有合适的地方接纳它们了,这些锂离子就失去了作用,那么电池容量自然就会受到影响了。这就是为什么锂电池不能满电存放。
上图是某研究机构对不同充电状态的电池进行长期测试后得出的一个图,从图中可以看出来,同样的温度下储存9.5个月,电量30%存放后电池容量衰减至94%,而充满电存放后容量则衰减到86%。
其实这种现象在日常生活中很常见,比如你买的电子产品,送到你手中的时候电池都不是充满状态,而是有一半左右的电量。