专家教你维护笔记本电池2006/04/24

我们爱机的锂电池究竟要如何保养才算正确？这个问题一直困扰着很多笔记本电脑忠实用户，包括我。在查阅了一些资料之后，不久前有机会咨询了一位电化学专业的在读博士和国内某知名电池研究所的副所长。现将最近获得的一些相关知识和心得写出来。

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为LiCoO2
充电时正极反应：LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-；负极反应：C + xLi+ + xe- CLix；电池总反应：LiCoO2 + C Li1-xCoO2 + CLix。放电时，则发生上述反应的逆反应。

充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出Li+离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，Li+离子则从片层结构的碳中逸出，重新和正极的化合物结合。Li+的移动推动了电流。

反应式虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的Li+离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。其一是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的Li+离子数目。

其二是催化添加剂的变化，原先具有催化作用的分子结构的催化添加剂会逐渐改变结构，最终不能催化甚至起到相反的作用。

其三电解质会在多次充放电中逐步变性，内阻增加。工艺不好的电芯可能由于电解质中某些成分控制不当而更快的变性。