5.锂电池：自从电池发明以来，电池的能量密度一直是一个问题。这就导致，设备的移动化受到了限制。因为凡是耗能比较多的，都得连上电线，而锂电池的出现，意义十分重大，解决了复杂电子设备的离线供电问题，使得电子设备出现了移动化的趋势。锂电池的起源可以追溯到20世纪60年代，当时英国的约翰·古德诺夫教授偶然发现了一种新的正极材料——钴酸锂。钴酸锂正极具有高能量密度和较长的寿命，成为锂电池中最常用的正极材料。随后，法国的拉谢德教授和美国的惠特克教授分别提出了锂离子电池的负极材料——石墨和钛酸锂，锂电池的三元组合正负极材料体系逐渐形成。

1）最早的锂电池是被用于军方，因为卫星需要高密度电池，但问题不少。

2）锂电池的进一步发展得益于石油危机，因为油价太贵，人们就考虑用电来替代原油。

3）1991年，Sony公司推出了第一款商业锂离子电池（阳极为石墨，阴极为锂化合物，电极液为锂盐溶于有机溶剂）。锂离子

电池最终实现了商业化，被广泛应用于笔记本电脑、移动电话等便携式电子产品中。

4）但是，真正推动锂电池发展的还是信息革命，因为诸如电脑、电话这类移动电子设备对能量密度的要求很高。但是在很长

一段时间，锂电池还是一次电源，比如我们经常在手表、车钥匙、计算器里面看到的那种。因为充电时外电路给负极提供了很

多电子，锂离子在负极获得电子而析出，问题就出在金属锂析出的过程发生了枝晶偏析，即形成了树枝状的晶体(铅酸电池中

就是围绕着电极)，等树枝长的足够大便从正极连到了负极，发生了短路，锂电池便要发生爆炸。

5）我们都知道，电池要有隔膜，不然就会短路，前面我们在提到铅酸电池的时候，充电的时候，铅离子在负极还原成铅，覆

盖在原来的电极，但是锂会乱跑，导致短路。

6）2002年，日本科学家吉野彰在针对锂离子电池负极材料的研究中，提出了采用石墨材料的碳负极，取代原先的金属锂负

极，这一技术被称为“锂离子电池的革命性突破”。避免了充电过程中锂的枝晶偏析问题，成功解决了二次电池的安全性问

题。没有了锂金属，锂电池真正变成了锂离子电池。

7）后来就是在这个基础上进行一些修修补补了，目前据说锂离子电池的能量密度已经达到了极限，未来的路在哪呢？

现在的固态电池是一个非常热的方向，不仅仅是能量密度高，最重要的是安全。

8）全固态电池的电解质全部为固体，不需要考虑锂与液态电解质发生反应的可能性，不需要隔膜了，负极可以直接使用金属

锂作为材料，能够减轻电池质量、缩小体积，因此能量密度更高。但是固态电解质与电极材料之间的有效接触较弱，离子电

导率低，界面阻抗大，会对电池性能造成负面影响。此外全固态电池的成本居高不下在性价比方面无法与半固态电池相比。