中國儲能網訊：本文的特約作者夏軍將《手把手帶你認識鋰離子電池》，該文章共分為四篇，我們將分期發(fā)表，其為第一篇 。
一、 前言
這里所說的鋰離子電池特指可反復充電的二次鋰離子電池，而不是用完就扔的一次電池。
鋰離子電池分布在我們生活的每一個角落，其應用領域包括手機、平板電腦、筆記本電腦、智能手表、移動電源(充電寶)、應急電源、剃須刀、電動自行車、電動汽車、電動公交車、旅游觀光車、無人機，以及其他各類電動工具。作為電能的載體和眾多設備的動力來源，可以說，離開了鋰離子電池，當今的物質世界就玩不轉了(除非我們想倒退回幾十年前)。那么，鋰離子電池到底是什么鬼？
本文不科普電池的基本原理和發(fā)展歷史，有興趣的請百度查詢，這里頭有很多故事。物理學和化學領域的基礎理論，被愛因斯坦之前的那一波人基本上搞得七七八八了，電池跟這兩個領域直接相關，與電池有關的理論，在二戰(zhàn)之前就已經研究的差不多了，二戰(zhàn)以后并無大的創(chuàng)新。作為電池技術的一種，鋰離子電池的相關理論研究，近年來也沒有什么突破性進展，大多數(shù)研究都集中在材料、配方、工藝等方面，也就是如何提高產業(yè)化的程度，研究出性能更優(yōu)異的鋰離子電池(存儲能量更多，用的更久)。
很多人在使用鋰離子電池，很多人在研究鋰離子電池的產品應用(如上面提到的產品)，可是大多數(shù)人對鋰離子電池知之甚少，或者總是霧里看花，不得要領。寫本文的目的，不是為了給做鋰離子電池研發(fā)的人看的，而是給那些在產品里面用到鋰離子電池的工程技術人員或者鋰離子電池的使用者看的。所以本文力求通俗易懂，盡量不使用專業(yè)化的術語和公式，希望在輕松閱讀之余，能夠提升大家對鋰離子電池的認識，起到答疑解惑的作用。
作者本人不是鋰離子電池領域的專家，沒有從事過鋰離子電池單體的技術或產品研發(fā)，但曾長期從事鋰離子電池的應用技術研究，因此希望站在“用戶”的角度，來闡述我對鋰離子電池的認識。普通用戶，通常把鋰離子電池直接叫作鋰電池，雖然兩者并不完全等同，但鋰離子電池確實是當前鋰電池的絕對主體。
文中大部分的內容，都不是本人的原創(chuàng)，而是已經存在的知識，站在巨人的肩膀上，我們要做的僅僅是站直身體，抬起頭，世界就在我們眼前。
二、 鋰離子電池的基本原理
1. 如何選擇能量的載體
首先大家會問，為什么選擇鋰元素作為能量載體？
好吧，雖然我們不想去回顧化學的知識，可是這個問題必須得去元素周期表找答案，好在，大家總還記得元素周期表吧？！實在不記得，我們就花一分鐘來看看下面的表吧。
要想成為好的能量載體，就要以盡可能小的體積和重量，存儲和搬運更多的能量。因此，需要滿足下面幾個基本條件：
1) 原子相對質量要小
2) 得失電子能力要強
3) 電子轉移比例要高
基于這3項基本原則，元素周期表上面的元素比下面的元素要好，左邊的元素比右邊的元素要好。初步篩選，我們只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料：氫、氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性氣體和氧化劑，只剩下氫、鋰、鈹、硼、碳，這5個元素。
氫元素是自然界最好的能量載體，所以氫燃料電池的研究一直方興未艾，代表了電池領域一個非常有前途的方向。當然，如果核裂變技術在未來幾十年能夠取得重大突破，可以做到小型化甚至微型化，那么便攜式的核燃料電池將會有廣闊的發(fā)展空間。
接下來就是鋰了，選擇鋰元素來做電池，是基于地球當前的所有元素中，我們能夠找到的相對優(yōu)解(鈹?shù)膬α刻倭?，是稀有金屬中的稀有金?。氫燃料電池與鋰離子電池的技術路線之爭，在電動汽車領域打的如火如荼，大概就是因為這兩種元素，是我們目前能夠找到的比較好的能量載體。當然，這里面還牽涉到很多的商業(yè)利益，甚至政治博弈，這些不是本文要討論的范疇。
順便說一下，自然界中已經存在的，并為人類廣泛使用的能源，比如石油、天然氣、煤炭等，其主要成分也是碳、氫、氧等元素(在元素周期表的第一周期和第二周期)。所以不管是自然的選擇，還是人類的“設計”，最終都是殊途同歸的。
