バッテリー充電の基本
バッテリー充電は、再充電可能なバッテリーの電化学的ポテンシャルを復元するプロセスです。充電可能なバッテリーには特定のタイプがあり、これらは二次電池、または充電式バッテリーと呼ばれます。充電式バッテリーのタイプには以下のものがあります。
鉛蓄電池
NiMH（ニッケル・メタルハイドライド）バッテリー
Ni-Cd（ニッケル・カドミウム）バッテリー
リチウムイオンバッテリー
バッテリー充電器は、電流を通じてバッテリーにエネルギーを蓄積するデバイスです。充電プロトコル（どれだけの電圧または電流で、どれくらい長く、充電完了時に何をするか）は、バッテリーのサイズとタイプに依存します。電源が逆方向に電気を転送する際、材料の役割は初期状態に戻るために変化します。このプロセスでは、陽極として機能していた材料がカソードとして働き、充電プロセス中に還元され、カソードとして機能していた材料が今度はアノードとして働き、酸化されます。
バッテリー充電の化学
簡単に言えば、各バッテリーはカソードとアノードを分離して反応を防ぐように設計されています。電子が流れるのは、バッテリーがデバイスに設置され、デバイスがオンになったとき、つまり回路が閉じたときだけです。回路が閉じると、カソード（例えば、リチウムイオンバッテリーのLiCoO2）による電子への強い引力が、アノード（例えば、リチウムグラファイト）から回路内のワイヤーを通してカソード電極へ電子を引き寄せます。このバッテリー化学反応、つまりワイヤーを通した電子の流れが電気です。
詳しく言うと、バッテリーは化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。例えば、化学エネルギーは、遷移金属と異なりd電子結合によって安定化されていないため、高エネルギー金属であるZnやLiに蓄えることができます。リチウム金属は最も軽い金属であり、高い比容量（3.86 Ah/g）と非常に低い電極電位（標準水素電極に対して−3.04 V）を持っているため、高電圧および高エネルギーバッテリーにとって理想的なアノード材料です。放電中、リチウムはリチウムグラファイトアノードでLiからLi+（0から+1の酸化状態）へと酸化され、以下の反応を経ます：
C6Li → 6C(グラファイト) + Li+ + e–
これらのリチウムイオンは電解質媒体を通ってカソードに移動し、そこでリチウムコバルト酸化物に組み込まれ、コバルトを+4から+3の酸化状態に還元する以下の反応を経ます：
CoO2 (s) + Li+ + e– → LiCoO2 (s)
これ
