锂离子二次电池（Li-ion电池）是一种充电和放电周期可重复使用的电池，其工作原理基于锂离子在正负电极之间的移动。以下是锂离子二次电池的工作原理和电极反应式：

工作原理：

锂离子二次电池由正极（阳极）、负极（阴极）、电解质和隔膜组成。在充电和放电过程中，锂离子在正极和负极之间来回移动，从而实现电能的储存和释放。

1. 充电过程：

• 当将电池连接到充电器时，电流从充电器流向电池。

• 在充电过程中，锂离子从负极（阴极）释放并向正极（阳极）移动。

• 此时，正极中的锂化合物（通常是氧化物）被还原成锂金属，而负极中的锂金属被氧化成锂离子。

• 充电过程中，电池吸收电能，将锂离子储存在正极材料中。

2. 放电过程：

• 当电池连接到外部设备时，电池开始放电。

• 在放电过程中，锂离子从正极（阳极）迁移到负极（阴极）。

• 此时，正极中的锂金属氧化成锂离子，而负极中的锂离子还原成锂金属。

• 放电过程中，电池释放储存在其中的电能，为外部设备供电。

电极反应式：

在锂离子二次电池中，正极和负极之间发生的主要电极反应式如下：

正极反应（阳极）（放电时）：

• 正极材料：通常是锂化合物，如锂钴氧化物（LiCoO2）。

• 反应：锂离子（Li+）从正极材料中脱离，氧化成锂离子和氧气（O2）。

• 方程式：LiCoO2 → Li+ + CoO2 + e-

负极反应（阴极）（放电时）：

• 负极材料：通常是石墨（石墨碳）。

• 反应：锂离子（Li+）在负极材料中还原成锂金属。

• 方程式：Li+ + e- → Li

在充电时，上述反应方向相反。负极材料接收锂离子，而正极材料中的锂金属氧化成锂离子。

通过这种锂离子在正极和负极之间的往复移动，锂离子二次电池实现了电能的储存和释放，使其成为许多便携式电子设备（如手机、笔记本电脑）和电动车辆中的常见电源选择。