锂离子电池的基本原理是什么？
来源：宝鄂实业
2019-08-02 20:43
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1. 如何选择能量的载体
首先大家会问，为什么选择锂元素作为能量载体？
好吧，虽然我们不想去回顾化学的知识，可是这个问题必须得去元素周期表找答案，好在，大家总还记得元素周期表吧？！实在不记得，我们就花一分钟来看看下面的表吧。
要想成为好的能量载体，就要以尽可能小的体积和重量，存储和搬运更多的能量。因此，需要满足下面几个基本条件：
1) 原子相对质量要小
2) 得失电子能力要强
3) 电子转移比例要高
基于这3项基本原则，元素周期表上面的元素比下面的元素要好，左边的元素比右边的元素要好。初步筛选，我们只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料：氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性气体和氧化剂，只剩下氢、锂、铍、硼、碳，这5个元素。
氢元素是自然界最好的能量载体，所以氢燃料电池的研究一直方兴未艾，代表了电池领域一个非常有前途的方向。当然，如果核裂变技术在未来几十年能够取得重大突破，可以做到小型化甚至微型化，那么便携式的核燃料电池将会有广阔的发展空间。
接下来就是锂了，选择锂元素来做电池，是基于地球当前的所有元素中，我们能够找到的相对优解(铍的储量太少了，是稀有金属中的稀有金属)。氢燃料电池与锂离子电池的技术路线之争，在电动汽车领域打的如火如荼，大概就是因为这两种元素，是我们目前能够找到的比较好的能量载体。当然，这里面还牵涉到很多的商业利益，甚至政治博弈，这些不是本文要讨论的范畴。
顺便说一下，自然界中已经存在的，并为人类广泛使用的能源，比如石油、天然气、煤炭等，其主要成分也是碳、氢、氧等元素(在元素周期表的第一周期和第二周期)。所以不管是自然的选择，还是人类的“设计”，最终都是殊途同归的。
