相比其他材料，锂有什么特殊之处？锂离子电池是如何工作的？

当代生活已经离不开各种便携电子设备，而这些设备都离不开电池，并且大部分都是锂离子电池。

相比其他材料，锂有什么特殊之处？锂离子电池是如何工作的？

电池分为正极、负极、电解质三部分，通常靠氧化还原反应产生电。

这是我们今天常见的铅酸蓄电池，塑料外壳里通常有六个单体电池串联而成，每个单体电池的正负极都有多个板片互相紧密穿插。

其中正极是二氧化铅，负极是铅，而稀硫酸电解质中则含有硫酸氢根离子和氢离子。

放电时，负极的铅会被电解质里的硫酸氢根离子氧化，生成硫酸铅和氢离子并放出电子。

电子经外部电路产生电流，并继续和正极的二氧化铅，以及电解质里的硫酸氢根离子、氢离子还原生成硫酸铅和水。

比容量越大，就能以越少的质量获取越多电量，锂正是因为比容量高达 3861mAh/g ，所以成为目前最常用的电池材料。

而且枝晶有可能刺破正负极之间的隔膜，导致短路，让电池着火甚至爆炸

为了解决这个问题，索尼在 1991 年推出了锂离子电池。

锂不作为电极，而是主要基于电化学的嵌入/脱嵌反应变成离子在正负极间移动。

以钴酸锂电池为例，放电时，锂从石墨负极脱嵌变为离子，并放出电子，接着锂离子经电解质嵌入正极的钴酸锂，充电则相反。

一旦用在电动汽车这类大型用电设备上，性能就捉襟见肘。

于是，综合不同物质优势的三元材料出现了。其中 NCA 镍钴铝酸锂和 NCM 镍钴锰酸锂的性能就相对出众且平衡。

国产电动车中，有的出于成本考虑还在使用磷酸铁锂，当然也有以性能优先的品牌比如前途汽车在开创初期就把高性能的 NCM 作为电池材料的首选。

目前电动汽车的电池主要有圆柱形、方壳形和软包形三种构型。

以前途汽车使用的软包形为例，通过使用铝塑包装膜作为包装材料，大大减轻了电池的重量。相比圆柱形排列时无法避免的空隙，软包形的空间利用率更高。

此外，轻薄的软包形电池散热面积更大，更有利于汽车电池模块的温度管理。

前途 K50 的电池模块称为 RESS 可再充电能量储存系统，由 10 个标准电池箱、BMS 和热管理系统组成，

每个标准电池箱有 60 个电芯，总容量 78.84kWh ，综合工况续航里程超过380公里，60km/h 等速续航里程超过 510 公里。

满载情况下，百公里加速时间小于 4.6 秒，性能表现媲美保时捷 911 、雷克萨斯 LC 等百万级跑车。

作为国内首款量产纯电动跑车，前途 K50 通过对锂电池的出色应用，无疑为当代生活在手机、电脑之外又提供了一种新的可能性。

与现有锂离子电池相比，该新型电池具更高的能量密度、成本更低、循环寿命更好、安全性也更高。此外，它重量轻，几乎没有着火或爆炸的风险。铝空气电池是原电池，不能使用常规方法对其进行充电。它应用咋电动车上的方式也是与氢燃料电池相仿，是一种发电产品，当车里的锂电池没有电了以后，空气电池介入以后发电为汽车提供能量。100公斤的铝空气电池里可以安放50片电池，每一片可以让一辆小轿车行驶20英里。

这么好的东西是什么工作原理呢？空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如有一种空气电池，以锌为阴极，以氢氧化钠为电解液，而阳极是多孔的活性炭，因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂。而使用完以后，身下的就是氧化铝，而把氧化铝提纯以后又可以重新制成新的电池板。

而我国的空气电池技术发展的也不比日本韩国团差，据报道，2013年中科院大连化学物理研究所研制的镁空气储备电池首次亮相四川庐山地震，引起广泛关注。该电池能满足一台10瓦LED照明灯工作30天，或为200部智能手机充满电，充电时间极短，仅需10分钟。且这种电池不需要充电，换了镁片加点水就能接着工作。目前，市面上已经出现实用化的镁空气电池，主要用于救灾、减灾、应急消防、户外运动的照明电源。这个技术的诸多优点很有可能在以后能够运用在新能源汽车上面。