锂离子电池电压变化内在逻辑

研究电池为什么会有电压，以及电压大小的影响因素的学科叫做电化学热力学。
关键词：
双电层
电极电势
能斯特方程
先看一下下面这三张图，从电子流向、电流流向，电极反应等多个维度去看和思考，真的看懂了你就是高手！

第1张图是电池处于平衡态的开路电压

图1的解释：
1.正极带正电，负极带负电，然后与电极接触的电解液就感应出异性电荷，形成双电层，两个双电层的电势差之和就是电池的开路电压。双电层就是个电场，沿着电场线方向电势降低，不信对着图1画一下；
PS:双电层理论不知道的直接百度，这是电化学的源头。
2.溶液不带电，溶液是等势体。
3.电势差都集中在电极表面的双电层中。

第2张图是放电态的电压

图2的解释：
4.放电时，溶液中的锂离子浓度产生梯度，溶液产生电势梯度，浓度降低的方向就是锂离子（正电荷）移动的方向，也是电势降低的方向。
5.放电时，负极表面锂离子浓度升高，根据能斯特方程：负极发生氧化反应，锂离子是氧化物，氧化物浓度越高，电势越高；
放电时，正极表面锂离子浓度降低，正极发生还原反应，锂离子是氧化物，氧化物浓度越低，电势越低；
不管充电还是放电，无论正极还是负极，锂离子都是氧化物，所以根据能斯特方程，锂离子浓度越高，电势越高，锂离子浓度越低，电势越低。
这与第4点是一致的！
6.电极里面为什么电势会有变化，因为电极是导体或者半导体，有欧姆电阻，沿电流方向电势会有降低。

第3张图是充电态的电压

图3的解释：
7.充电时，溶液中的锂离子浓度产生梯度，溶液产生电势梯度，浓度降低的方向就是锂离子（正电荷）移动的方向，也是电势降低的方向。
8.充电时，负极表面锂离子浓度降低，根据能斯特方程：负极发生还原反应，锂离子是氧化物，氧化物浓度越低，电势越低；正极表面锂离子浓度升高，正极发生氧化反应，锂离子是氧化物，氧化物浓度越高，电势越高
不管充电还是放电，无论正极还是负极，锂离子都是氧化物，所以根据能斯特方程，锂离子浓度越高，电势越高，锂离子浓度越低，电势越低。
这与第7点是一致的！

9.能斯特方程
能斯特方程以氧化反应或者还原反应的顺序来写都可以，都是一样的，它是针对单个电极过程而言，结论都是等于平衡电势+（氧化态物质浓度/还原态物质浓度）
或者
平衡电势-(还原态物质浓度/氧化态物质浓度)
PS:如果你要问平衡电势怎么来的？建议百度标准电极电势