锂离子电池的工作原理
从金属锂到锂离子的变迁
锂电池的研究始于1912年的G.N.刘易斯，但是，直到70年代初，锂一次电池才首次得以商业化。到了20世纪80年代，科学家们开始尝试开发锂二次电池，但用作负极材料的金属锂具有很大的不稳定性，原材料的限制从而导致进展缓慢。
锂无疑是所有金属中最轻的，因此单位重量下具有最高的电化学电位和最大的比能量，以金属锂为阳极（负极）[1]的二次电池能量密度是非常高的。然而，上世纪80年代中期，人们发现在电池循环过程中金属锂负极会产生有害的枝晶，枝晶生长过程中容易刺穿隔膜导致电池短路。接着，电池温度迅速上升并接近锂的熔点，最终热失控导致电池着火甚至引起爆炸。例如在1991年，由于手机锂电池在使用过程中释放的可燃气体造成人脸灼伤，使得大量销售到日本的金属锂二次电池被全部召回。
金属锂具有固有的不稳定性，在充电过程中表现尤为明显，因此科研人员把重点转移到对非金属溶液中锂离子的研究。虽然相对于金属锂而言，锂离子电池比能量较低，但只要电池制造商和电池组封装按照安全条例实施，同时保持电压和电流的安全水平，那么锂离子电池的安全性是可以保障的。从1991年索尼公司商业化生产第一批锂离子电池至今，锂离子电池已然成为最有前途和发展最快的市场。不过与此同时，研究人员依旧没有放弃对安全的金属锂电池的开发。
正极材料锂钴氧化物的发现应归功于JohnGoodenough（1992）。据说，当时JohnGoodenough与一位受雇于日本NTT公司的毕业生一起工作。JohnGoodenough发明了锂离子电池后不久，那学生便将这一发明带回了日本。1991年，索尼便宣布获得了一个锂钴氧化物正极材料的国际专利，随后多年，诉讼接踵而至，但是索尼仍能够持有专利而JohnGoodenough却一无所获。 |
