鋰離子電池的基本原理
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-04 10:13
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1.如何選擇能量的載體
首先大家會(huì)問，為什么選擇鋰元素作為能量載體？
好吧，雖然我們不想去回顧化學(xué)的知識(shí)，可是這個(gè)問題必須得去元素周期表找答案，好在，大家總還記得元素周期表吧？！實(shí)在不記得，我們就花一分鐘來看看下面的表吧。
要想成為好的能量載體，就要以盡可能小的體積和重量，存儲(chǔ)和搬運(yùn)更多的能量。因此，需要滿足下面幾個(gè)基本條件：
1)原子相對(duì)質(zhì)量要小
2)得失電子能力要強(qiáng)
3)電子轉(zhuǎn)移比例要高
基于這3項(xiàng)基本原則，元素周期表上面的元素比下面的元素要好，左邊的元素比右邊的元素要好。初步篩選，我們只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料：氫、氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性氣體和氧化劑，只剩下氫、鋰、鈹、硼、碳，這5個(gè)元素。
氫元素是自然界最好的能量載體，所以氫燃料電池的研究一直方興未艾，代表了電池領(lǐng)域一個(gè)非常有前途的方向。當(dāng)然，如果核裂變技術(shù)在未來幾十年能夠取得重大突破，可以做到小型化甚至微型化，那么便攜式的核燃料電池將會(huì)有廣闊的發(fā)展空間。
接下來就是鋰了，選擇鋰元素來做電池，是基于地球當(dāng)前的所有元素中，我們能夠找到的相對(duì)優(yōu)解(鈹?shù)膬?chǔ)量太少了，是稀有金屬中的稀有金屬)。氫燃料電池與鋰離子電池的技術(shù)路線之爭(zhēng)，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域打的如火如荼，大概就是因?yàn)檫@兩種元素，是我們目前能夠找到的比較好的能量載體。當(dāng)然，這里面還牽涉到很多的商業(yè)利益，甚至政治博弈，這些不是本文要討論的范疇。
順便說一下，自然界中已經(jīng)存在的，并為人類廣泛使用的能源，比如石油、天然氣、煤炭等，其主要成分也是碳、氫、氧等元素(在元素周期表的第一周期和第二周期)。所以不管是自然的選擇，還是人類的“設(shè)計(jì)”，最終都是殊途同歸的。
