知識就是力量，大家好，今天我們就來聊一下我們日常生活中所用到或者看到的鋰離子電池，一般來說鋰離子電池正極是用了鈷酸鋰，負極使用了碳，鋰離子在層壯構造的碳和層狀構造的鈷酸鋰之間轉移以此實現充放電，在放電時負極中的鋰放出電子為鋰離子，鋰離子移動到正極后得到電子被嵌入這樣就產生了電流充電時就會發生與之相反的反應，鋰離子電池比鎳氫電池體積小但容量大，暨電壓更是鎳氫電池的三倍之高所以用幾節鎳氫電池才能帶動起來的移動設備用鋰離子電池或許只需一級就夠用了，現如今手機數碼相機和筆記本電腦都實現了小型化和輕型化，可以說他們的實現都歸功于鋰離子電池的發明。

即使是技術上的必然，因為鋰是離子化傾向最大化同時也是質量最輕的金屬，所以它被認為是電池高電壓化，小型化和輕型化必不可少的負極元素，另外金屬鋰的活動性很強，只要一點點量的鋰與水分接觸后都會劇烈發熱同時還會產生氫氣引發火災危險，所以使用金屬鋰做負極的一次性電池大約在四十多年前便已經上市，但是將使用在二次電池上卻被認為是危險就不可行了，如果將金屬鋰應用于2次電池的負極那么在充電的過程中金屬鋰的腹肌表面上就會形成細小的呈須狀的鋰結晶。

這種結晶和正極相連就很容易產生短路，如果不解決這個問題它就會成為電池發熱乃至你把火災的原因，不過正所謂一個電池的命運也有考慮到歷史的進程，在上世紀80年代隨著數碼相機的便攜化和手機的出現，開發出可多次充放電能量密度高的電池已經成為了歷史的必然要求，于是鋰離子橫空出世，鋰離子電池的出現源于日本士化成株式會社的吉也張博士，他首先考慮如何將導電塑料聚乙炔用作電池的負極，而聚乙炔做電池的負極制造出高性能的鋰二子的電池就必要在正極也加入鋰，不過怎么加入，吉也張博士也沒有什么好辦法。

1982年，日本科學家水倒工一發表了關于嵌入鋰的正極材料的論文，這個材料正式鈷酸鋰，而這也是吉也張博士一直苦苦尋找的材料，于是鋰這種正極材料為突破口，吉也張博士想到了現在的鋰離子電池的原型，被開發出來的鋰離子電池中電解質沒有使用水溶液而是用了有機溶劑在負極不是將金屬鋰，而是將鋰原子嵌入碳中，于此來抑制鋰的活動性提高了電池的安全性，不過使用有機溶劑的電解質即使也存在著風險，有機溶劑遇高溫就會燃燒，所以一但在電池內部發生短路溫度升高電池就會起火。

另外即便是現在的手機電池發生膨脹的現象也時有發生，這是在電池內部產生的氣體所導致的，鋰離子電池雖然沒有使用金屬形態的鋰，但是如果長時間反復進行充放電的話這負極的表面還是會形成須狀的鋰的結晶，這樣的結晶到達正極發生短路的危險性雖然不高但也不是絕對不會發生，而且直到現在人們還沒有發現完全抑制這種結節形成的辦法，所以即使電池本身沒有任何質量問題產生氣體發熱起火等事故也會偶有發生，所以這讓手機廠商很是為難，如果我用手機起火了，給燒了我肯定要投訴廠家索取賠償，纏繞心中一定是一萬頭草泥馬奔馳而過，廠家這樣說，這是你正確使用不當，但是廠商他正是說不出口。

大家都知道，某韓國品牌手機，當然啦我覺得還是他自己的問題，這哥們兒為了追求大屏和超薄，已經讓電池承受了太重的負擔了，總的來看鋰離子電池是非常復雜，根據不同的用途和不同的廠家電池的組成結構有著很大的差別，比如說混合動力汽車使用的鋰離子電池與手機的鋰離子電池的正負極材料就大不相同，今天手機用的鋰離子電池有些就采用了一氧化硅和合金等新負極，容量得到了明顯改進，另外一部分電動汽車用電池開始使用納米級的碳酸鋰作為負極，它相比之前的碳系負極來說，容量雖然有所下降但是安全性有更高畢竟汽車安全更是關乎生命。

另一方面電池的安全保護也各不相同，通常來說鋰離子電池都有內置電子回路這種電子回路可以檢測充放電時的電壓和電池內部溫度達到一定危險值時就會切斷電路所以將鋰離子電池拿到原來設備不同的另一設備上反復使用是有危險的，在多數情況下為了防止鋰離子電池的費用根據不同的設備也會設計不同的形狀和大小的電池，充電器也最好不要亂用，這是一位為了給電池安全充電充電器上一般都設計了檢查回路，可以及時獲得電池狀態和溫度的信息防止過度充電，它的功勞通常只對符合各個生產廠商規格的電池起到最佳效果。

那么關于電池最后一個話題未來的電池，當然這個未來并不是遙遠的未來，這是可預見的未來，太陽能和電動汽車都必將是大勢所趨，但是這二者共同面臨的一個難題，需要大量的二次電，池沒有電池太陽能就無法蓄電，電動汽車更是跑不起來，鋰離子電池當然可以干這個活，但鋰畢竟是一種稀有的金屬，而一旦電動車所需的鋰離子電池數量就相當于一萬部手機，所以令人擔憂的是鋰的儲量將嚴重阻礙太陽能電動車的發展，于是，與鋰相近的鈉就引起了人們的注意，不過由于鈉的離子化傾向沒有鋰那么強，所以如果使用鈉的話。

電池的電壓會比使用鋰低0.3，相比于鋰來說，鈉離子的體積是其兩倍原子量是前三位，所以從能量密度這一點來看鈉也不如鋰，不過鈉也有優勢資源豐富價格便宜鈉的蘊藏量是鋰的百倍以上，所以對于在汽車這樣的能源發電上使用的大型二次電池來說，選擇鈉做電極還是很有吸引力，當然了二次電池的體積越大鈉離子電池的優越性就越強并且作為成本低廉的大型蓄電池，鈉流電池已經開始以儲存一些剩余電量調節風力發電和太陽能發電的電量了急劇變化唯目的而得到了應用，而如果在同經濟性和安全性上考慮的話那么理想的鈉離子電池應該是水系鈉離子電池。

因為是在電解質里使用水溶液在正負極使用鐵系化合物和有機化合物，并且鈉離子電池的開發已經在全世界范圍內展開，據說比爾蓋茨已經投資了，人們相信氫鈉比高的大型鈉離子蓄電池將會成為云計算和智能電網關鍵設備，而至于未來的電池將會是什么樣子的目前我也猜不出來我就直覺給你編一個，環保電池將會是一個大趨勢，所以未來的電池也許會拋棄金屬至于什么材料來替代還有可能是塑料，有可能是我們根本搶不到的物質，最后電池也有些極限，這個極限就是化石燃料燃燒時的熱能同時電池的未來也必將被淘汰，因為在未來通過光熱，壓力等各種外部刺激，我們完全可以做到電能的隨用隨取，這好似傳說中的亞特蘭蒂斯，整個城堡就是用一個類似太陽能的裝飾那就行了，現在看來這就是神話，但亞瑟克拉克告訴我們任何先進的科技初看起來都與魔法無異。好了今天我們就聊到這，喜歡的朋友可以留言并關注我哦，謝謝。