人类社会的发展离不开能源 ， 几次工业革命的发展都依赖于储能技术的发展 。 今天 ， 锂离子电池为全世界提供着电力 ， 从智能手机到电动汽车 ， 锂离子电池已经无处不在 ， 它为日益机动的世界扫平了障碍 。
与其他商业化的可充放电池相比 ， 锂离子电池由于其具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽和安全可靠等优点 ， 成为了各国科学家努力研究的重要方向 。 [1-2]
不同的电池技术在体积和重量能量密度方面的对比[2]（图片来源：中国科学院金属研究所科普网站）
锂离子电池是一种二次电池（可充电电池） ， 主要由正极、负极、电解液、隔膜、外电路等部分组成 。 在电池内部 ， 带电的原子 ， 也被称为离子 ， 沿着两个电极之间的路径运动 ， 并产生电流 。
正在充电的锂离子电池（图片来源：中国科学院金属研究所科普网站）
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作 。 在充电过程中 ， 锂离子从正极材料中脱出 ， 经过电解液传输至负极 ， 电子由负极经外电路转移至正极；而在放电过程中 ， 锂离子和电子的运动方向则与充电过程相反 。
在当前最常见的一种可反复充放电的锂离子电池中 ， 其正极是钴酸锂材料 ， 负极是碳材料 。 下面附上一个关于介绍锂离子电池原理的视频 ， 可以让大家更好的了解锂离子电池 。
1912年锂金属电池最早由吉尔伯特·牛顿·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研究 ， 但由于锂金属的化学性质非常活泼 ， 使得锂金属的加工、保存和使用对环境要求非常高 ， 使得锂电池长期没有得到应用 。
20世纪70年代 ， 美国爆发石油危机 ， 政府意识到对石油进口的过度依耐性 ， 开始大力发展太阳能和风能 。 但由于太阳能和风能的间歇性特点 ， 最终还是需要可充电电池来储存这些可再生的清洁能源 。 此时 ， 宾汉姆顿大学化学教授斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）在纽约起草了锂电池的初始设计方案 ， 采用硫化钛作为正极材料 ， 金属锂作为负极材料 ， 制成了首个新型锂电池 。
锂离子电池是由锂电池发展而来 ， 随着科学技术的发展 ， 现在锂离子电池已经成为了主流 。
锂离子电池的基本概念 ， 始于1972 年米歇尔·阿曼德（M. Armand）等提出的“摇椅式”电池（rocking chair battery） 。 [3]
在锂离子电池的研究中 ， 正负极材料的研发 ， 是锂离子电池发展的关键所在 ， 有五位杰出的科学家在此方面做出了重要的开创性贡献 ， 特别是美国奥斯汀得克萨斯大学机械工程及电子工程系教授约翰·班尼斯特·古迪纳夫（John B. Goodenough）为现在商业化正极材料的发展做出了卓越的贡献 。 [4]
约翰·班尼斯特·古迪纳夫（图片来源：维基百科）
他在57岁时建造了锂离子电池的神经系统 ， 钴酸锂（LiCoO2）正极材料是他的智慧结晶 。 他的这一材料 ， 几乎存在于当前每一款流通的便携式电子设备中 。
另一个重要的正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）也是他的重要贡献之一 。 1997年 ， 以他为主的研究群报导了磷酸铁锂可逆地迁入脱出锂的特性 。 磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料 ， 不含任何对人体有害的重金属元素 。
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