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锂离子电池具有体积小、电压高、比能量高、自放电小、无记忆效应、循环性能好等有点。石墨是商业锂离子电池最常用到的负极活性层材料。随着锂离子逐渐地嵌入石墨，石墨的颜色经历了从最初的黑色→深蓝色→红色→金黄色的变化。本文设计了一个实验室锂离子电池模型，宏微地实时原位观测了石墨负极充放电过程中的颜色变化，并直观地分析研究了锂离子在石墨活性层中扩散运动的规律。实验结果表明，锂离子首先从石墨的四周嵌入，逐步向中心进行扩散。通过对石墨活性层中不同颜色的面积计算，分析锂离子电池的充放电状态。同时实验还研究了不同电极形状对锂离子在石墨活性层中扩散运动的影响，为优化锂离子电池设计提供了实验依据。