本文摘要：从电子设备的电源，到新能源电动汽车的动力电源，锂离子电池早已了解到人类日常生活的方方面面。本文将以另一个视角率领大家了解锂离子电池内部，去想到在锂离子电池长时间充放电过程中，其内部再次发生了什么样的物理化学现象，以及如何利用数学方法对这些现象展开叙述。 所有的物理化学过程都是以几何结构为载体的，本文首先讲解了锂离子电池的几何结构，然后以此为基础讲解了锂离子电池的动力学过程及其数学叙述。

从电子设备的电源，到新能源电动汽车的动力电源，锂离子电池早已了解到人类日常生活的方方面面。本文将以另一个视角率领大家了解锂离子电池内部，去想到在锂离子电池长时间充放电过程中，其内部再次发生了什么样的物理化学现象，以及如何利用数学方法对这些现象展开叙述。

　　所有的物理化学过程都是以几何结构为载体的，本文首先讲解了锂离子电池的几何结构，然后以此为基础讲解了锂离子电池的动力学过程及其数学叙述。　　1.锂离子电池的三明治结构图1锂离子电池结构　　所有的锂离子电池，还包括有所不同体系（钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元和磷酸铁锂等）和有所不同生产工艺（一维和碟片等），其内部都是由若干基本的单元构成的，如图1（a）红色方框右图。

　　该基本单元又可以分成5个区，如图1（b）右图，从左到右依序是：负极集流体、负极极片、隔绝膜、负极极片和负极集流体。其中，于是以、负极集流体一般分别为铝箔和铜箔；于是以、负极极片是由活性材料、导电材料和粘接剂等混合之后均匀分布涂在正、负极集流体上构成的一层多孔介质，可以通过电解液；隔绝膜为容许锂离子通过但不容许电子通过的多孔介质。　　这种基本单元的结构在外形上与三明治十分相近，因此也将该基本单元形容成三明治结构。

该三明治结构，也是锂离子电池所有物理化学过程的载体，接下来将以此为基础对锂离子电池的动力学过程（物理化学过程）展开解释。　　2.锂离子电池的动力学过程图2锂离子电池动力学过程的原理图　　当锂离子电池终端电路（终端阻抗或者外部电源）中时，就不会经常出现一系列的物理化学变化。本节以锂离子放电过程为事例，来说明了锂离子电池内部的动力学过程。电池过程与放电过程的原理是一样的，区别只是电荷运动的方向忽略。

　　图2（a）为几种锂离子电池及其用于过程的转身，图2（b）为锂离子电池动力学过程的原理图。为了便于创建模型，活性材料被修改成球形，负极用LixC6回应，负极用LiMOy回应。

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