锂电池的电压是由什么决定的？

2025-04-17 09:11

锂电池的电压特性由正负极材料的本征化学势差奠定基础，实际表现则受内部极化与内阻、荷电状态、材料与电解液特性以及工作条件等多维度因素协同调控，体现了电化学体系与工程实践的深度耦合。

锂电池的电压主要由以下因素决定：

1.正负极材料的平衡电位差 根据热力学原理，锂电池的开路电压（OCV）由正极和负极材料的平衡电位之差决定。公式为：

其中，E+ 是正极相对于锂金属的平衡电位（如LiCoO约为3.7 V），E- 是负极相对于锂金属的平衡电位（如石墨约为0.2 V）。 2.极化效应

欧姆极化：由电流通过电池内部电阻（电极材料、电解液、隔膜等）产生，导致工作电压低于开路电压。

电化学极化和浓差极化：电化学反应速率和离子扩散速度滞后于电子迁移，进一步降低实际工作电压。

3.荷电状态（SOC）

电池的剩余容量（SOC）影响电极材料的电位，尤其在阶梯形电压平台材料（如LFP/石墨）中，SOC-OCV曲线中60%左右的阶跃由负极石墨的相变主导。

4.材料特性与电解液相容性 正负极活性材料（如三元、LFP、石墨）的嵌锂/脱锂动力学和电解液的离子导电性直接影响极化内阻和最终电压表现。 5.温度与充放电条件 温度变化影响反应速率和离子迁移，充放电倍率不同会导致极化程度差异，进而影响实际电压平台。

总结

锂电池电压由正负极化学势差主导，实际应用中受极化、内阻及工作条件（温度、电流、SOC）共同调控。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！-End-

原文标题 : 锂电池的电压是由什么决定的？

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