為什么鋰電池的陽極不等于正極?

目前市面上的智能手機、電動車甚至是電池儲能系統(tǒng)采用的電池技術(shù)都是鋰離子電池,這種可重復充電電池主要由電極、電解質(zhì)與隔離膜組成,不過我們常聽到的正極其實并不等于陽極,陰極也不等于負極,這是為什么呢?
電極是電池中負責傳導電子的零件,當電池充電時,電池的正極發(fā)生氧化作用,電極上的鋰化合物放出電子和鋰離子,而另一端的負極則吸收電子產(chǎn)生還原反應; 當電池放電時,兩個電極的氧化還原反應則相反過來。

在理解了基本概念之后,才能解答這個問題:為什么陽極不等于正極呢?
從化學定義上,陽極(Anode)是一對電極中,失去電子發(fā)生氧化反應的電極,另一邊就是陰極(Cathode),則是得到電子發(fā)生還原反應。 既然鋰電池在充電和放電時,氧化還原反應會逆轉(zhuǎn)過來,那就代表電池里的陰陽極其實是會變來變?nèi)サ摹?/p>
那正負極也會變來變?nèi)幔?正負極的說法,是因為在電學上,正極(positive electrode)是電位較高的電極,負極(negative electrode)就是電位較低的電極,電子會從電位高的電極移動到電位較低的電極。
也因此陰陽兩極、正負極的說法容易混淆,因為電池在充放電時,電子流動方向不一樣,交換扮演陽極或陰極。 在充電時,鋰離子在電池內(nèi)部由陰極進入陽極,同時電子由外部回路到陽極與鋰離子結(jié)合,放電時反之,鋰離子由陽極回到陰極與外部回來的電子結(jié)合。
簡單整理的話就是:電池放電時,陽極相當于負極,陰極相當于正極,電池在充電時,陽極相當于正極,陰極相當于負極。
因此陽極、陰極與電極的正或負沒有必然的關(guān)系,非常容易搞混,所以通常會建議固定一種說法即可。 以鋰離子電池材料來說,有人稱鋰鈷氧化物、錳酸鋰、鎳酸鋰及磷酸鐵鋰為陰極材料,也有人說是正極材料。 而負極(陽極)材料通常是以碳為基礎,目前市場主流是石墨炭粉為主。