锂电池充电最高电压为什么锂电池的最大电压不能超过42V？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

为什么锂电池的最大电压不能超过42V？

锂电池的电压由电极电位决定。电压也称为电位差或电位差，是一种物理量，用于测量由于电位不同而产生的静电场中电荷的能量差。锂电池的电极电势约为3V，电压为因材料不同而异。例如，普通的锂电池的标称电压为3.7V，充满电电压为4.2V。磷酸铁锂电池的标称电压为3.2V，充满电电压为3.65V。换句话说，在实际使用中锂电池的正极和负极之间的电势差不能超过4.2V，这是基于材料和使用安全性的要求。

锂电池

如果将Li / Li +电极用作参考电势，则μA是负极材料的相对电化学电势，μC是正极材料的相对电化学电势，Eg是电解质电势范围，是最低电子未占据能级和最高电子未占据能级。因此，锂离子电池的最大电压由μA，μC，Eg决定。

μA和μC之差是锂电池的开路电压（最高电压值）。当该电压值在Eg范围内时，可以确保电解质的正常操作。正常操作是指锂电池通过电解液在正极和负极之间来回移动，但不会与电解液发生氧化还原反应，从而确保电池结构的稳定性。正极和负极材料的电化学势能导致电解质以两种形式异常工作：

当负极的电化学势高于电解质的最低电子和未占据能级时，负极的电子将被电解质俘获，并且电解质将被氧化，然后反应产物将形成固体-液体界面层位于负极材料颗粒的表面。结果，可能损坏负极。

当正极的电化学势低于电解质的最高电子占据能级时，电解质中的电子将被正极捕获并被电解质氧化。然后，反应产物在正极材料颗粒的表面上形成固液界面层，导致正极可能受损。

然而，损坏正或负电极的可能性是由于固-液界面层的存在，这防止了电子在电解质与正电极和负电极之间的进一步移动，并反而保护了电极材料。也就是说，较轻的固体液体界面层是保护性的。这种保护的前提是，正极和负极的电化学电势可以稍微超过Eg间隔，但不要太大。例如，当前大多数锂电池负极材料使用石墨的原因是与Li / Li +电极有关的石墨的电化学电势约为0.2V，略高于Eg范围（1V〜4.5V），但是由于其保护特性，固液界面层防止电解质进一步还原，从而阻止了极化反应的持续发展。但是，5V高压阴极材料远远超出了目前商用有机电解质的Eg范围，因此在充电和放电过程中很容易被氧化。随着充电和放电时间的增加，容量减小并且使用寿命也减小。

之所以选择锂电池的开路电压为4.2V，是因为现有的商用锂电池的电解质的Eg范围为1V〜4.5V。ovonic小编提醒大家，如果将开路电压设置为4.5V，则锂电池的输出功率可能会增加，也会增加电池过充电的风险，并且很多数据已经解释了过充电的危害。