鋰電池的歷史

    1970年，埃克森的M.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成首個鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰電池發展而來。舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。這種電池也可以充電，但循環性能不好，在充放電循環過程中容易形成鋰結晶，造成電池內部短路，所以一般情況下這種電池是禁止充電的。

　　1982年伊利諾伊理工大學(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發現鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關注，因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。

　　1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發現錳尖晶石是優良的正極材料，具有低價、穩定和優良的導電、導鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠低于鈷酸鋰，即使出現短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。

　　1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發現采用聚合陰離子的正極將產生更高的電壓。

　　1992年日本索尼公司發明了以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費電子產品的面貌。此類以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。

　　1996年Padhi和Goodenough發現具有橄欖石結構的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過充電性能遠超過傳統鋰離子電池材料。因此已成為當前主流的大電流放電的動力鋰電池的正極材料。

　　縱觀電池發展的歷史，可以看出當前世界電池工業發展的三個特點，一是綠色環保電池迅猛發展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉化，這符合可持續發展戰略；三是電池進一步向小、輕、薄方向發展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實現可充電池的薄形化。正因為鋰離子電池的體積比能量和質量比能量高，可充且無污染，具備當前電池工業發展的三大特點，因此在發達國家中有較快的增長。電信、信息市場的發展，特別是移動電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨特優勢，將逐步取代液體電解質鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽為“21世紀的電池”，將開辟蓄電池的新時代，發展前景十分樂觀。

　　2015年3月，日本夏普與京都大學的田中功教授聯手成功研發出了使用壽命可達70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長壽鋰離子電池，體積為8立方厘米，充放電次數可達2.5萬次。并且夏普方面表示，此長壽鋰離子電池實際充放電1萬次之后，其性能依舊穩定。

　　鋰元素是在1817年被瑞典化學家貝齊里烏斯的學生阿爾費特遜發現，貝齊里烏斯將其命名為鋰。到1855的年本生和馬奇森采用電解熔化氯化鋰的方法才得到金屬鋰單質，而工業化制鋰是在1893年由根莎提出的。現在仍然采用電解LiCl制取鋰，這個方法要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。

　　鋰在他出世后的100多年中，它主要作為抗痛風藥服務于醫學界。美國特種航天特種局(NASA)最早認識到，鋰電池能作為一種高效的電池。這是因為電池電壓是和負極金屬活潑性密切相關的。作為非常活潑的堿金屬，鋰電池能提供較高的電壓。比如鋰電池可以提供3V的電壓，而鉛蓄電池只有2.1V，而碳鋅電池只有1.5V。根據P=UI，相同電流下，鋰電池能輸出更高的功率。

　　作為3號元素，自然界存在的鋰由兩種穩定的同位素6Li和7Li組成，因此鋰的相對原子質量只有6.9。這就意味著在在質量相同時，金屬鋰比其它活潑金屬能提供更多的電子。此外，鋰元素還有另外一個優點。鋰離子離子半徑小，因此鋰離子比其他大的離子更容易在電解液中移動，充放電時可以實現正負極間的有效、快速的遷移，從而使整個電化學反應得以進行。

　　金屬鋰盡管有很多優點，但是制造鋰電池還有很多需要克服的困難。首先，鋰是非常活潑的堿金屬元素，能和水以及氧氣反應，而且常溫下它就能與氮氣發生反應。這就導致金屬鋰的保存、使用或是加工都比其他金屬要復雜得多，對環境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學家的攻關，鋰電池的技術障礙一個個突破，鋰電池漸漸也登上了舞臺，鋰電池隨之進入了大規模的實用階段。