限制商业化电池容量的原因是什么？

现在商业化的二次电池主要是锂电池（50%以上）和铅酸电池（45%以上），其余的才是镍氢电池等。就安全性而言，铅酸电池远比锂电池安全。铅酸电池已经发展了150多年了，而锂电池才短短的20-30年的时间。为啥100 Wh/kg以上的锂电池不能像取代镍氢电池全部取代30 wh/kg的铅酸电池呢？简单而言，耐操，廉价。。。。。。。。。。。。。

限制商业化电池容量的原因主要有3个：

1、安全

2、成本

3、原理

1）安全的电池是所有商业化产品的关键。一旦发生爆炸起火等问题，销售很成问题。参考三星手机的例子。

实际上有人算过，锂电池处于充电态的时候，其能量密度全部释放的话等同于手榴弹释放的能量。也就是说大家每日兜里装着一个定时的炸弹，只是比较安全而已。

2）成本才是关键。就锂电池而言，现在锂资源在涨价，电池级的Li2CO3从原来的10万元/吨不到，涨到快20万元/吨。钴也在涨价。结果就是几大锂业公司和钴业公司的股票在涨。电池正极材料出厂价也在涨。而铅酸电池的原料Pb的价格比较稳定，除了环保的压力，基本上没有波动。

3）原理才是根本。这一点，陈博士已经说的很清楚了，不过我反过来过一下。怎么提高电池的容量？就以现在水平而言。

锂电池的限制在于锂，锂作为载流子，Li的含量限制其自身的发展。正极材料的其他非电化学活性元素限制其自身的发展。因此，有人提出锂硫电池，锂氧电池等概念，正极材料中元素全部为电化学活性元素，有效提高了锂电池的能量密度。但是这些材料自身存在一定的问题。

锂硫电池的硫溶解，不导电，体积膨胀是三大关键性问题。所以包括清华大学张强，国外的NaZar等大牛，发了很多物理 或者化学等限硫的文章。然而至今没有见到锂硫电池的生产厂商。

锂氧的问题就更多了。锌空气电池没有解决的问题，锂氧电池依然存在。

更换载流子？ 钠离子电池，钾离子电池，镁离子电池，铝离子电池，阴离子电池（Cl），双离子电池。。。。。这些体系大家都尝试过了。结果却是各自有各自的问题。

钠离子电池，容量比锂电池低，电压比锂电池低，循环比锂电池差，就成本上具有优势。、

钾离子电池，容量更低，电压倒是与锂电相近，循环差，成本上不具有优势。

镁离子电池，电压低，容量可观，循环呵呵，成本具有优势。

铝离子电池，电压低，容量可观，循环呵呵，成本具有优势。

氯离子电池，电压低，容量低，循环呵呵，成本不具有优势。

双离子电池，电压高，容量低，循环呵呵，成本具有一定优势。

关键是循环，容量，电压都有优势的不存在了。。。。。。。。。

那么换概念，不要离子电池，不要金属电池，燃料电池怎么样。。。

燃料电池就不用说了---膜问题，催化剂成本问题，氢存储问题。。

综上所述，技术限制了电池容量的发展。不是科学。。

说到底，基于氧化还原的电化学储能装置，只能利用外电层电子，啥时候核物理解决了氢聚合反应装置的小型化，解决内层电子与原子能量的利用，这才是真正解决能量储存的关键，科学才是解决问题的关键。。。

要知道，一种电池能够被用于消费者可以接触的设备，需要有以下一堆特点中的每一个：
1、体积足够小
2、重量足够轻
3、储存足够多的能量
4、释放能量足够快
5、保存时间足够长
6、寿命足够长
7、可靠性足够高
8、成本足够低
9、使用足够简单
10、效率足够高
11、带来的额外影响足够小
12、能够大量生产
除了这些几乎是绝对需求的特点，还需要有额外的一些“有更好”的特点：
1、电压够高
2、体积至少一个维度上尺寸足够小
3、能够再利用（充电）
4、能量释放速度可控
5、充能时间短于使用时间
6、没有奇怪的特性，比如记忆效应（記憶效應 (電池)）
7、……