鋰離子電池的正負(fù)極活性物質(zhì)均為能夠可逆地嵌入-脫出鋰的化合物，其中至少有一種電極材料在組裝前處于嵌鋰狀態(tài)，如過渡金屬氧化物L(fēng)iCoO2、LiNiO2及LiMn2O4等作為正極，選用各種碳材料、金屬氧化物或合金等作為負(fù)極材料。

鋰離子電池的工作原理，以石墨為負(fù)極、LiCoO2為正極。充電時(shí)，鋰離子從正極材料中脫出，在電化學(xué)勢(shì)梯度的驅(qū)使下經(jīng)過電解液向負(fù)極遷移，電荷平衡要求等量的電子在外電路下從正極流向負(fù)極，到達(dá)負(fù)極后得到電子的鋰離子再嵌入到負(fù)極材料晶格中；放電時(shí)則以相反過程進(jìn)行，即鋰離子離開負(fù)極晶格，嵌入正極重新形成LiCoO2。鋰離子電池在充放電過程中，鋰以離子形式（Li＋）作為能量交換的載體，通過電解液，利用鋰離子的嵌入和脫出，在正負(fù)極之間搖擺，達(dá)到能量交換的目的。

鋰離子電容正極材料是具有雙電層儲(chǔ)能的活性炭材料，負(fù)極材料是具有鋰離子脫嵌功能的插層炭類材料，電解液為鋰鹽電解液。電池在充電時(shí)，鋰離子脫離正極材料的表面，經(jīng)過電解液和隔膜后插入到負(fù)極材料的晶格中；放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解液返回到正極材料的表面，與正極的電荷形成雙電層。

容量、電壓、自放電的比較 鋰離子電容器的能量密度小于鋰離子電池，但輸出密度高；單體體積的能量密度為10~15Wh/L，較雙電層電容器的2~8Wh/L的容量大得多，是后者的二倍。 在電壓方面，鋰離子電容器的最高電壓可達(dá)到4V，與鋰離子電池相近，而比雙電層電容器高出許多，同時(shí)在自放電方面比二者都小。 安全性 鋰離子電池的正極由于采用鋰氧化物，不但含有大量的鋰可形成鋰枝晶而刺穿隔膜，也含有氧這種重要的起火元素。電池一旦短路就可發(fā)展為整體的熱分解，與電解液反應(yīng)可引起燃燒。而鋰離子電容器的正極是活性碳，即使內(nèi)部短路會(huì)與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，但不會(huì)與電解液反應(yīng)，理論上，會(huì)比鋰電池安全得多。 壽命長 鋰離子電池為了實(shí)現(xiàn)長壽命，對(duì)其充電和放電深度有一定的范圍限制，這樣就減少了實(shí)質(zhì)上可以利用的容量，雙電層電容器的充放電原理則是單純以吸附或脫卻電解液中的離子而具有長壽命的，僅憑這一點(diǎn)很難延長實(shí)際壽命。

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