為什麼鋰電池的陽極不等於正極？

目前市面智慧手機、電動車甚至電池儲能系統的電池技術都是鋰離子電池，這種可重複充電電池主要由電極、電解質與隔離膜組成，不過我們常聽到的正極其實不等於陽極，陰極也不等於負極，這是為什麼？

電極是電池負責傳導電子的零件，當電池充電時，電池正極發生氧化作用，電極鋰化合物放出電子和鋰離子，另一端負極則吸收電子產生還原反應；當電池放電，兩個電極的氧化還原反應就反過來。

▲ 左起為圓柱電池、方形電池、軟包電池。（Source：Nature）

理解基本概念後，才能解答開始的問題：為什麼陽極不等於正極？

化學定義陽極（Anode）是一對電極中失去電子發生氧化反應那邊，另一邊就是陰極（Cathode），得到電子發生還原反應。既然鋰電池充電和放電時，氧化還原反應會逆轉，代表電池陰陽極其實會變來變去。

那正負極也會變來變去嗎？正負極說法是因電學上，正極（positive electrode）是電位較高電極，負極（negative electrode）電位較低，電子會從電位高電極移動到電位較低的電極。

因此陰陽兩極、正負極等說法容易混淆，電池充放電時電子流動方向不一樣，交換扮演陽極或陰極。充電時鋰離子由陰極進入陽極，同時電子由外部回路到陽極與鋰離子結合，放電時反之，鋰離子由陽極回到陰極與外部回來的電子結合。

簡單整理的話就是：電池放電時，陽極等於負極，陰極等於正極，電池充電時，陽極等於正極，陰極等於負極。

因此陽極、陰極與電極正或負沒有必然關係，非常容易搞混，通常建議固定一種說法即可。以鋰離子電池材料來說，有人稱鋰鈷氧化物、錳酸鋰、鎳酸鋰及磷酸鐵鋰為陰極材料，也有人說是正極材料。負極（陽極）材料通常以碳為基礎，目前市場主流是石墨炭粉。

（首圖來源：shutterstock）

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