為什麼鋰電池的陽極不等於正極？

目前市面上的智慧型手機、電動車甚至是電池儲能系統採用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並不等於陽極，陰極也不等於負極，這是為什麼呢？

電極是電池中負責傳導電子的零件，當電池充電時，電池的正極發生氧化作用，電極上的鋰化合物放出電子和鋰離子，而另一端的負極則吸收電子產生還原反應；當電池放電時，兩個電極的氧化還原反應則相反過來。

▲ 左至右分別為圓柱電池、方形電池、軟包電池。（Source：《nature》）

在理解了基本概念之後，才能解答這個問題：為什麼陽極不等於正極呢？

從化學定義上，陽極（Anode)是一對電極中，失去電子發生氧化反應的電極，另一邊就是陰極（Cathode），則是得到電子發生還原反應。既然鋰電池在充電和放電時，氧化還原反應會逆轉過來，那就代表電池裡的陰陽極其實是會變來變去的。

那正負極也會變來變去嗎？正負極的說法，是因為在電學上，正極（positive electrode）是電位較高的電極，負極（negative electrode）就是電位較低的電極，電子會從電位高的電極移動到電位較低的電極。

也因此陰陽兩極、正負極的說法容易混淆，因為電池在充放電時，電子流動方向不一樣，交換扮演陽極或陰極。在充電時，鋰離子在電池內部由陰極進入陽極，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，陽極相當於負極，陰極相當於正極，電池在充電時，陽極相當於正極，陰極相當於負極。

因此陽極、陰極與電極的正或負沒有必然的關係，非常容易搞混，所以通常會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。而負極（陽極）材料通常是以碳為基礎，目前市場主流是石墨炭粉為主。

（首圖來源：shutterstock）

參考來源：https://technews.tw/2023/07/11/anode-cathode-positive-negative/