人類社會的發展離不開能源 ， 幾次工業革命的發展都依賴于儲能技術的發展 。 今天 ， 鋰離子電池為全世界提供著電力 ， 從智能手機到電動汽車 ， 鋰離子電池已經無處不在 ， 它為日益機動的世界掃平了障礙 。
與其他商業化的可充放電池相比 ， 鋰離子電池由于其具有能量密度高、循環壽命長、工作溫度范圍寬和安全可靠等優點 ， 成為了各國科學家努力研究的重要方向 。 [1-2]
不同的電池技術在體積和重量能量密度方面的對比[2]（圖片來源：中國科學院金屬研究所科普網站）
鋰離子電池是一種二次電池（可充電電池） ， 主要由正極、負極、電解液、隔膜、外電路等部分組成 。 在電池內部 ， 帶電的原子 ， 也被稱為離子 ， 沿著兩個電極之間的路徑運動 ， 并產生電流 。
正在充電的鋰離子電池（圖片來源：中國科學院金屬研究所科普網站）
鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作 。 在充電過程中 ， 鋰離子從正極材料中脫出 ， 經過電解液傳輸至負極 ， 電子由負極經外電路轉移至正極；而在放電過程中 ， 鋰離子和電子的運動方向則與充電過程相反 。
在當前最常見的一種可反復充放電的鋰離子電池中 ， 其正極是鈷酸鋰材料 ， 負極是碳材料 。 下面附上一個關于介紹鋰離子電池原理的視頻 ， 可以讓大家更好的了解鋰離子電池 。
1912年鋰金屬電池最早由吉爾伯特·牛頓·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研究 ， 但由于鋰金屬的化學性質非?；顫?nbsp;， 使得鋰金屬的加工、保存和使用對環境要求非常高 ， 使得鋰電池長期沒有得到應用 。
20世紀70年代 ， 美國爆發石油危機 ， 政府意識到對石油進口的過度依耐性 ， 開始大力發展太陽能和風能 。 但由于太陽能和風能的間歇性特點 ， 最終還是需要可充電電池來儲存這些可再生的清潔能源 。 此時 ， 賓漢姆頓大學化學教授斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）在紐約起草了鋰電池的初始設計方案 ， 采用硫化鈦作為正極材料 ， 金屬鋰作為負極材料 ， 制成了首個新型鋰電池 。
鋰離子電池是由鋰電池發展而來 ， 隨著科學技術的發展 ， 現在鋰離子電池已經成為了主流 。
鋰離子電池的基本概念 ， 始于1972 年米歇爾·阿曼德（M. Armand）等提出的“搖椅式”電池（rocking chair battery） 。 [3]
在鋰離子電池的研究中 ， 正負極材料的研發 ， 是鋰離子電池發展的關鍵所在 ， 有五位杰出的科學家在此方面做出了重要的開創性貢獻 ， 特別是美國奧斯汀得克薩斯大學機械工程及電子工程系教授約翰·班尼斯特·古迪納夫（John B. Goodenough）為現在商業化正極材料的發展做出了卓越的貢獻 。 [4]
約翰·班尼斯特·古迪納夫（圖片來源：維基百科）
他在57歲時建造了鋰離子電池的神經系統 ， 鈷酸鋰（LiCoO2）正極材料是他的智慧結晶 。 他的這一材料 ， 幾乎存在于當前每一款流通的便攜式電子設備中 。
另一個重要的正極材料磷酸鐵鋰（LiFePO4）也是他的重要貢獻之一 。 1997年 ， 以他為主的研究群報導了磷酸鐵鋰可逆地遷入脫出鋰的特性 。 磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料 ， 不含任何對人體有害的重金屬元素 。
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