锂离子电池作为一种二次电池，也就是我们日常所说的充电电池，其工作原理主要基于锂离子在正极与负极之间的往复运动。在充电环节，锂离子会从正极脱出，穿越电解质后嵌入负极，使得负极呈现富锂状态；而放电时，整个过程恰好逆向进行，锂离子又从负极脱嵌，回流至正极。

值得注意的是，锂离子电池有着较为固定的电压适用范围，通常处于 2.8V 至 4.2V 之间，其中典型工作电压为 3.7V。一旦电池的工作电压低于 2.8V 或者超出 4.2V，便极有可能对电池造成不可逆的损坏，进而影响其性能与使用寿命。

二、1C和0.1C的概念

锂离子电池相较于传统电池优势显著，堪称新一代电池领域的佼佼者。

首先，在电气性能方面表现卓越，它具备较高的电压输出，能为各类电子设备提供强劲动力，与此同时，能量密度颇为可观，相同体积或重量下，相较于其他电池可储存更多电能，续航能力更胜一筹。

从使用寿命考量，锂离子电池的循环寿命令人瞩目，常规条件下能够稳定循环 500 次之多，优质产品甚至可达 1000 次以上，这意味着长期频繁使用后，依然能维持稳定性能，极大降低了更换电池的频次与成本。

自放电特性同样出色，即便在室温环境下将其充满电后静置储存 1 个月，自放电率也仅在 2% 左右，电量损耗微乎其微，随时取用都电力满满，大大提高了电池的实用性与便捷性。

快速充电能力更是一大亮点，以 1C 的充电倍率进行充电时，短短时间内，电池容量便能迅速达到标称容量的 80%，极大缩短了充电等待时长，契合当下快节奏生活对电子设备即时使用的需求。

工作温度适应性广泛，一般能在 -25°C 至 45°C 的区间内稳定运行，随着技术不断革新，未来有望进一步突破至 -40°C 至 70°C，无论是严寒极地还是酷热沙漠，都能确保设备正常运转，拓宽了电池的应用场景。

尤为值得一提的是，锂离子电池完全没有像 Ni - Cd、Ni - Mh 电池那样的记忆效应，使用者在充电前无需刻意将剩余电量耗尽，随心充电即可，避免因不了解记忆效应而误操作导致电池寿命缩短的问题，使用起来更加省心。

最后，从环保角度审视，锂离子电池堪称绿色能源典范，相比较 Ni - Cd、Ni - Mh 电池，它不含镉、汞等有害重金属，在生产、使用直至废弃处理的全生命周期内，都极大减少了对环境的污染风险，为可持续发展助力。

锂离子电池虽具备诸多优势，但也并非十全十美，仍存在一些亟待攻克的短板。

其一，成本居高不下。从原材料的采购，到复杂精细的生产工艺，诸多环节都推高了其制造成本，使得终端售价相对昂贵，这在一定程度上限制了它在对价格敏感型市场领域的大规模普及。

其二，为确保安全、稳定运行，锂离子电池必须配备保护电路板。在充放电过程中，一旦发生过充现象，电池内部的化学物质会因过度反应而失衡，引发电池鼓包、性能衰退甚至爆炸等严重后果；而过放同样危险，会致使电池极板硫化、容量不可逆损失，因此，过充与过放保护功能至关重要，不可或缺。

其三，在放电性能方面，锂离子电池存在局限性，难以承受大电流放电工况。一般情况下，其放电电流被限制在 0.5C 以下，这是因为过大的电流会使电池内部急剧发热。过高的温度不仅会加速电池内部材料的老化、缩短电池寿命，还可能触发一系列热失控反应，进而威胁到设备及使用者的安全。

其四，安全性问题仍是悬在锂离子电池头上的 “达摩克利斯之剑”。由于电池内部的化学体系较为复杂，在某些极端条件下，如高温、挤压、短路等，电池容易发生爆炸、起火事故，给人们的生命财产安全带来潜在风险。这也促使科研人员持续投入精力，研发更先进的安全防护技术与电池体系，力求从根本上解决这一隐患。

四、锂电池和锂离子电池的区别

锂电池与锂离子电池实则分属于两个不同范畴，二者存在诸多显著区别，具体如下：

首先聚焦于电极材料层面，锂电池采用二氧化锰或者亚硫酰氯作为正极材料，负极则选用金属锂，这种独特的材料组合构成了其基本的电化学架构。与之不同的是，锂离子电池虽同样归类于锂电池大家族，但其正极是以含锂的化合物担纲，更为关键的是，在整个充放电进程中，电池内部不会出现金属锂单质，仅有锂离子穿梭于正负极之间，凭借这种巧妙的锂离子迁移机制来实现电能的存储与释放。

再从充放电特性加以区分，锂电池属于典型的一次电池，也就是我们常说的 “一次性用品”，它在实际使用场景下既可以保持连续不断地放电，也能按需间歇放电，然而一旦内部所储存的电能消耗殆尽，便彻底失去 “生命力”，无法像二次电池那样通过外接电源进行充电以恢复电量，使用便利性存在一定局限。相较而言，锂离子电池具备可充放电的二次电池特性，如同一个电能 “储蓄罐”，电量耗尽后只需接入合适的充电器，就能重新吸纳电能，恢复活力，从而可多次循环使用，大大拓展了其应用广度与深度。

五、锂离子电池充电模式

锂离子电池存在一种堪称理想的充电模式，也就是广为人知的 CC CV 模式，即恒流 - 恒压模式，通过下面这组图形能让我们更为直观地理解其充电过程。图中，灰色线条代表电池电压的变化走势，绿色线条用于呈现充电电流的动态情况，红色线条则直观反映电池容量的增减。

充电伊始，当电池电压处于较低水平时，系统开启恒流充电阶段，此时电池会以一个预先设定好的固定恒定电流源源不断地接收电能，快速提升电量。随着充电的持续推进，电池电压逐步攀升，直至达到 4.2V 这一关键阈值。鉴于电池电压绝不允许超过 4.2V，一旦触及该数值，充电模式便会立即由恒流切换至恒压模式。进入恒压阶段后，为了维持电池电压稳定在 4.2V，系统会智能调控，逐渐减小充电电流，以适配电池此时的充电需求，这个过程中充电电流持续衰减，直至近乎归零。当电池电压稳稳保持在 4.2V，同时充电电流也恰好降为 0 时，这便意味着电池已成功充满电，完成了一次高效且安全的充电过程。

锂离子电池CC CV模式

在锂离子电池的充电领域，确保电池的绝对安全是重中之重，因而实际应用中的充电模式设计得极为精细。倘若对初始状态不明的电池贸然直接采用恒流充电，将会对电池造成极大的损害风险，所以会依据电池不同的电压区间来实施差异化的充电策略。

首先是测试模式，当检测到电池电压低于 2V 时，为避免对电池造成冲击，系统会启动一种特殊的唤醒机制，以极其微小的电流缓缓注入电池，促使电池从深度 “休眠” 状态苏醒过来，为后续充电做好准备。

接着进入涓流充电阶段，也称作预充模式。此时电池电压处于 2V 至 3V 区间，考虑到电池此时的脆弱性，充电电流会被严格控制，仅采用恒流充电电流的 1/10 或者 1/20，以温和、缓慢的方式为电池预先补充少量电能，确保电池内部化学反应平稳启动，避免过激反应。

待电池电压上升至 3V 以上，电池状态趋于稳定，便开启恒流充电环节，以恒定的较大电流对电池实施快速充电，让电池电量得以高效提升。

而当电池电压攀升至 4.2V 这一关键节点时，为防止电池过压受损，系统会无缝切换至恒压充电模式，确保电池电压稳定维持在 4.2V，同时逐渐降低充电电流，保障电池安全且满充。

像德州仪器（TI）提出的充电方案更是精细入微，当电池电压达到 4.2V ，且充电电流处于较低水平但尚未归零，约为恒流充电电流的 1/10 时，便果断停止充电操作。停止充电后，由于电池内部的轻微自放电等因素，电池电压会自然回落，通常降低到 4.16V 或者 4.17V ，此时电池实则已处于满充状态，整个充电过程在保障电池安全的基础上实现了高效、精准的电量补充。

锂离子电池充电的三个阶段

六、为什么锂离子电池充电截止电压是4.2V

仔细研究不同温度下锂离子电池的放电曲线，便能洞察其中规律：环境温度越低，电池的容量衰减速率就越快，在放电过程中能够释放的电量越少，放电的充分程度也就越低。这背后的原因在于，当电池所处的温度降至 0 度以下时，电池内部的活性成分活跃度急剧减弱，如同进入 “休眠” 状态，使得电池内阻相应增大，阻碍了电流的顺畅传输，进而影响电池的放电性能。

然而，温度过高同样会给电池带来危害。当外界环境温度超出适宜范围，过高的热量会冲击电池内部的化学结构，加速材料老化、引发副反应，甚至可能导致电池鼓包、漏液等严重损坏情况，降低电池的使用寿命与安全性。因此，为保障电池的性能与寿命，维持一个适宜的温度环境至关重要。

锂离子电池不同温度下的放电曲线