一、天生麗質

鋰元素是在1817年被瑞典化學家貝齊里烏斯的學生阿爾費特遜發(fā)現(xiàn)，貝齊里烏斯將其命名為鋰。到1855的年本生和馬奇森采用電解熔化氯化鋰的方法才得到金屬鋰單質，而工業(yè)化制鋰是在1893年由根莎提出的?，F(xiàn)在仍然采用電解LiCl制取鋰，這個方法要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。

鋰在他出世后的100多年中，它主要作為抗痛風藥服務于醫(yī)學界。美國航空航天航空局(NASA)最早認識到，鋰電池能作為一種高效的電池。這是因為電池電壓是和負極金屬活潑性密切相關的。作為非?；顫姷膲A金屬，鋰電池能提供較高的電壓。比如鋰電池可以提供3V的電壓，而鉛蓄電池只有2.1V，而碳鋅電池只有1.5V。根據(jù)P=UI，相同電流下，鋰電池能輸出更高的功率。

作為3號元素，自然界存在的鋰由兩種穩(wěn)定的同位素6Li和7Li組成，因此鋰的相對原子質量只有6.9。這就意味著在在質量相同時，金屬鋰比其它活潑金屬能提供更多的電子。此外，鋰元素還有另外一個優(yōu)點。鋰離子離子半徑小，因此鋰離子比其他大的離子更容易在電解液中移動，充放電時可以實現(xiàn)正負極間的有效、快速的遷移，從而使整個電化學反應得以進行。

金屬鋰盡管有很多優(yōu)點，但是制造鋰電池還有很多需要克服的困難。首先，鋰是非常活潑的堿金屬元素，能和水以及氧氣反應，而且常溫下它就能與氮氣發(fā)生反應。這就導致金屬鋰的保存、使用或是加工都比其他金屬要復雜得多，對環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學家的攻關，鋰電池的技術障礙一個個突破，鋰電池漸漸也登上了舞臺，鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段。

二、金屬鋰電池

在金屬鋰一次電池的開發(fā)中，初期選擇傳統(tǒng)正極材料，如Ag、Cu、Ni的化合物的電化學性能一直達不到要求，人們不得不尋找新的正極材料。1970年，日本Sanyo公司利用二氧化錳作為正極材料，造出了人類第一塊商品鋰電池。1973年松下開始量產正極活性物質為氟化炭材料作正極的鋰原電池。1976年，以碘為正極的鋰碘原電池問世。上世紀80年代以后，鋰的開采成本大幅度降低，鋰電池開始商業(yè)化。

早期金屬鋰電池屬于一次電池，這種電池只能一次性使用、不能充電。鋰電池的成功極大地激發(fā)了人們繼續(xù)研發(fā)可充電電池的熱情，開發(fā)鋰充電電池的序幕就此拉開。1972年，美國?？松?Exxon)公司采用二硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，開發(fā)出世界上第一個金屬鋰充電電池。這款可充電鋰電池就擁有可深度充放電1000次且每次循環(huán)的損失不超過0.05%的優(yōu)良性能。

鋰充電電池研究曾經(jīng)非常深入，但直到今天為止，以金屬鋰為負極的充電電池仍然沒有商業(yè)化生產。這是因為鋰充電電池一直沒有解決充電的安全性問題。當鋰電池充電時，鋰離子在陰極獲得電子析出金屬鋰。在理想狀態(tài)，金屬鋰應該像水(金屬鋰)倒在地面(電極)上，鋪上平平的一層。但是，金屬鋰在陰極上的沉積，卻像在地上長了一棵樹一樣，形成樹枝狀的結構。這些樹枝狀的金屬鋰經(jīng)過多次充放電，等樹枝長的足夠大就能從正極連到了負極，造成電池內部短路，可能引起電池起火或者爆炸。1989年以后大多數(shù)企業(yè)停止了對鋰二次電池的開發(fā)。