首先，石墨和氧化钴锂都是具有层状结构的晶体结构，根据量子物理学的隧道 效应，这种层状结构只能允许质量密度较小的锂离子进出，而材料结构本身不会发 生永久不可逆转的变化。

当电池在外界电动势驱动下进入充电状态，阳极中的锂原子被电离成电子和锂 电子。再外加电场的作用下，电子在电解液中由阳极向阴极迁移，当电子移动至电 池的阴极，它在负极上复合成锂原子，重新形成的锂原子扩散进入阴极石墨的层状 结构中。

图 2-1 LiCoO2 层状结构示意图

电池放电时，扩散进入到石墨晶体中的锂原子重新被自动化学电动势的作用下 脱离石墨晶格，并在阴极表面重新电离成电子和锂离子，他们分别通过电解液和负 载流向阳极，在阳极重新复合成锂原子然后，进入到阳极的氧化钴锂晶体的层状结 构中。从锂电池的工作过程可以发现，无论冲电还是放电，锂元素永远以离子态存 在，而不会以金属态出现，这也是锂离子电池名字的由来[2]。

和大部分晶体一样，氧化钴锂有着高度稳定的层状晶格结构，当晶格被夺去锂 离子后，其特性将转而变得十分之稳定，可以常年保持基本不变，这也是锂电池可

以反复使用，而且寿命很长的原因。然而，如果电压过高，这个晶格结构就可能被 破话，严重可能造成晶型坍塌，从而使电池永久损坏。阴极完成首冲后，锂离子将 会嵌入至阴极晶格中。放电时，阴极层中的锂，又重新回到阳极中，但是充电之后， 阴极层中的锂不能完全被迁出，必须保证有一部分锂始终留在阴极中，以确保下次 锂能从阴极正常迁入，否则电池寿命就会缩短。为了保证阴极层中能留住一部分锂， 必须避免过度放电，所以一般锂电的放电电压均不能低于 2。5V。论文网

2。1。2  基本结构

圆柱型锂离子电池的基本结构如图 2-2 所示：

图 2-2 圆柱型锂离子电池的构造图

将复合金属氧化物通过化学沉淀的方法附着到阴极，再在铜板上用锂碳化化合 物形成阳极，两极板间插入聚烯氢薄膜状隔板，就形成锂电池的基本结构。隔板上 必须留有亚微米级的微孔以让锂离子可以通过它。在圆筒状的容器中插入卷曲的隔 膜，并将之浸没在有机溶剂中形成电解质。为了确保锂离子电池安全工作，次电池 中还内嵌了 PTC（正温度系数热敏电阻）以防止热击穿。为了防止电池内压力过高， 从而引发爆炸，电池顶部开有安全气孔。

2。2  基站锂离子电池充电方法

电力电子和微电子技术的进步使得高可靠的电源越来越容易获得，给基站电源

的充电的技术也越来越多样化，不同充电方式对电池本身的特性和应用环境的适应 性也越来越强。目前主流的锂电池充电方法主要有：恒电流充电、恒电压压充电、 恒电流转恒压充电以及脉冲式充电等。

(1)恒电流充电 从电源适配器的获得的直流电压通常会波动。所以采用电流反馈配合一个调整

管可以将直流电压源转换成稳恒电流源来为电池充电。当采用恒流方式充电时，电 池不会因为内部电势的上升而使得充电电流下降，因此这种充电方式的效率较高。 而且由于单位时间的电池容量的增加值是一定的，因此可以方便的用定时器电路控 制电池充电的终止，此方式也可以给电池组充电。恒电流充电电路的拓普结构如图 2-1 所示。

图 2-1 恒流源充电电路

(2)准恒流充电

准恒流充电电路如图 2-2 所示。在此种电路中，在恒流源电路中被广泛使用的复 杂的开关电感电路被串联在电池和电源间的一个电位器取代。通过实时的调整电阻 使得电池获得近似恒定的电流。电阻的下限根据电池的末期充电电流设定，以防止 过流现象的出现。近年来，由于微电子技术的进步，出现了由半导体器件构成的可 编程的数字电位器。这种价格便宜，结构简单的电路在为小功率设备供电的电源中 获得大量应用。