鋰離子電池基本工作原理和結構
電池的基本原理：正極發生還原反應，得電子；負極發生氧化反應，失電子。電子經過負載，由負極流向正極，形成方向從正極到負極的電流。介紹鋰離子電池的工作原理時，以應用較為廣泛的 18650 鋰離子電芯為例，下面是發生的化學反應示意圖和公式：
化學老師死的早啊，尼瑪這是什么！就算是學霸，也沒在高中學化學時見過這樣的化學反應式吧。先看放電過程中正極的反應（鈷酸根先拿掉）。
這個公式其實是描述整體反應，而不是描述單個個體反應的。用 簡單的話來說就是：
令 x=0.5，得：
兩邊乘以2，得：
再簡化：
1個 (+1) 價鋰離子<------1個(+2)價鋰離子 + 1個電子
又回到電池基本原理了吧。正極的核心是 (+1/(1-x)) 價鋰離子，負極核心是鋰原子，兩者反應生成 (+1)價鋰原子，氧化還原反應中的電子流動形成電流。
正極的(+1/(1-x))價（其中，0<x<1）鋰離子通過電池負載回路得到負極的電子，被還原成(+1價)鋰離子；負極的鋰原子失去電子，被氧化為(+1)價鋰離子，電子從負極流入負載回路，鋰離子通過電解質流向正極；
在現實中制作電池時，總需要物質來承載正極的鋰離子和負極的鋰原子，就好像貨物總是需要貨架的。那么鋰離子的貨架就是 鈷酸根 離子，與鋰離子共同構成正極；負極的鋰原子則由帶孔石墨等材料構成，不至於反應后，把負極反應沒了。正極和負極之間是電解質和隔膜，既用於鋰離子流動，也用於隔離正負極，防止內部短路。為什么要講鋰離子電池的基本工作原理和結構？后面談鋰電池充電、放電截至電壓和過充、過放的危害時會用到。
鋰離子電池特性
用戶最關心的鋰離子電池的特性是電容量，比如常說的 2000mAh，指的是在鋰電池在正常工作情況下所能放出的電荷數。我們看一份鋰離子電池的規格說明書：
這塊電池比較重要的幾個參數：
總之都是圍繞電池容量和充放電來考慮的。 電池容量取決於負極能放出多少電子以及正極能吸收多少電子。
- 容量 ：2500 mAh
- 充電截止電壓：4.2 V
- 放電截止電壓：2.5 V
- 最大充電電流：4000 mA
- 最大放電電流：20000 mA
為什么會有充電截止電壓呢，換句話來說，過壓充電后會有什么問題？在前面描述鋰離子電池結構時提到，負極是由石墨和鋰原子組成的，其實鋰並不是以原子形態存在的，而是以鋰離子形態和石墨共存的。過壓充電后，鋰離子會析出為晶體狀鋰，無法參與充放電，導致電池容量減少。就好像 xxoo 時，插的太深，拔不出來了。
為什么會有放電截至電壓呢，換句話說，放電過度后會有什么問題？過度放電后，負極中的鋰離子大量流向正極，導致石墨空虛，部分區域發生坍塌，無法再存放鋰離子，也會導致電池容量減少。這句話你總該懂吧：小擼怡情，大擼傷身，強擼灰飛煙滅。沒錯，過度放電后就“灰飛煙滅”了。當你的鋰離子電池過度放電時，它就會對你無聲地控訴：少年，身體要緊啊！
具體到一個鋰電池，它的容量在不同放電電流和溫度下也是不同的，且隨充放電周期數增多而減少。
下面是某型號鋰離子電池溫度和電池容量的關系：
下面是某型號鋰離子電池放電電流和電池容量的關系：
鋰離子電池充電
鋰離子電池的充電管理，主要是保證充電電流不能過大，不能過充，溫度合適，還要盡可能地提高充電速度。下面是一份鋰離子電池充電過程中電壓、電流和容量的變化關系圖：
這里有幾個重要參數：
- 以 0.7C 電流恆流充電，至電壓升至充電截止電壓 4.2V
- 以充電截止電壓 4.2V 恆壓充電，至電流降低到 55mA
- 恆流充電電流
- 恆壓充電電壓
- 充電截止電流（充電完成的標志）
恆流充電電壓是固定的，絕對不可以隨便修改。恆流充電電流只要不超過最大充電電流即可，其大小會影響充電速度。充電截止電流可以自由調節，其大小會影響電池充入的電量和充電時間。
鋰離子電池放電
鋰離子電池放電時，主要是注意放電電流不要過大和不過度放電就行了。
鋰離子電池電量檢測
鋰離子電池電量檢測的核心問題是獲取剩余電量和總容量，以提示用戶剩余充電時間和剩余放電時間，為用戶合理安排時間提供依據。
現在大多數設備為了簡化設計，用電池電壓來判斷剩余電量，在要求不嚴格的場合可以接受，但是是一種不嚴謹的行為。電池在同一剩余電量狀態下，當處於不同溫度、不同放電電流時，電壓時不同的。較為嚴謹的做法是統計電量。
一塊新電池安裝在設備上后，必須經歷一次完整的放電或完整的充電。這樣做是考慮到了兩點：獲取電池總容量和獲取當前剩余電量。
有了當前電量，再加上當前充電或放電電流，就可以預算剩余充電時間和放電時間；還可以結合總容量，提供電量百分比信息。
- 從無電到充滿電，檢測充入電荷數，得到總容量
- 放電一段時間，當前電量 = 前電量- 放電量
- 充電一段時間，當前電量 = 前電量 + 充電量