中國粉體網訊 鋰離子電池與我們的日常生活密切相關，手機、電腦、電動自行車、新能源汽車等都與它有聯系。在生活中，鋰離子電池給人最多的印象是體積小、充電快、能量足等。
其實，它的應用領域要比一般人認為的更加廣泛。鋰離子電池應用范圍包括3C消費電子、動力電池、儲能設備、電動工具等幾大領域。
傳統能源供應日益緊張，風能、太陽能、生物質能、潮汐能等新能源逐漸被開發利用，而這些新能源往往需要先轉化為電能再進行輸出。因此，能夠儲存電能的可充電電池就有了用武之地，并且展現出良好的應用前景。尤其在動力電池領域，鋰離子電池是主要動力源，可以說是新能源汽車的“心臟”。
那么，鋰離子電池有著怎樣的前世今生？我們來看一看。
前世——因爆炸折戟市場
鋰離子電池的前世是金屬鋰電池，它是在金屬鋰電池的基礎上發展而來。
1745年，荷蘭科學家Pieter van Musschen broek發明了“萊頓瓶”，是最原始的電容器器件。
1800年，意大利物理學家Volta（伏特）發明了世界上第一個電池組，被稱為伏打電堆，是最早的化學電源。
1836年，英國科學家John Frederic Daniell發明了第一個實際應用的電池——丹尼爾電池。
丹尼爾電池確定了電池的基本形式。此后，不同類型的電池陸續出現。
隨著電池研究與應用的深入，人們開始追求密度更高、環境更友好的電池產品。在這個過程中，金屬鋰走進了人們的視野。
1958年，美國的William Sidney Harris采用有機酯溶液作為鋰金屬原電池電解質，確定了鋰與有機電解質的組合，為后來的鋰電池發展埋下了伏筆。
1970年，日本公司松下研發了氟化碳鋰電池并量產，氟化碳鋰電池是一次電池，也是第一個商業化的鋰電池。
1975年，美國公司Exxon（石油巨頭埃克森美孚前身）采用二硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，開發出最早的金屬鋰二次電池。
1987年，加拿大公司Moli Energy推出用二氧化鉬作為正極，金屬鋰作為負極的鋰電池，受到全世界追捧，成為一款革命性產品，也是第一個真正意義上廣泛商業化的鋰電池。
1989年，Moli Energy公司的鋰電池產品發生爆炸事故，引發市場恐慌。Moli Energy公司召回了其產品，并于年底宣布破產。
Moli Energy公司事件之后，鋰離子電池的前世金屬鋰電池因爆炸事故黯然消失在大眾視野。
事物的發展總是處于螺旋式上升過程之中。雖然金屬鋰電池應用折戟于1989年，但是并沒有阻擋人們對鋰電池研究探索的步伐。
今生——于變處重育生機
由于金屬鋰作為負極，存在巨大的安全隱患，研究者開始轉變思維，放棄金屬鋰作為負極，轉而尋找一種嵌入化合物代替鋰。研究者認為可以用一種嵌鋰電位較低的插層化合物替代安全性較低的金屬鋰作為負極，并保證鋰離子在正負極之間實現可逆嵌入與脫出。
這種理念由Michel Armand在上世紀80年代提出，被稱為“搖椅式”概念，一直持續至今。這一概念闡明了鋰離子電池的基本工作原理。
思路的轉變為鋰電池的發展帶來了新的生機，并且促使了全新的鋰離子電池（為了區別于傳統鋰電池，將之稱為鋰離子電池）的誕生。
1981年，美國科學家Goodenough發現過渡金屬氧化物可以在較高的電位下可逆地嵌入和脫出鋰離子，相繼發現LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4都是高效的正極材料，使鋰離子電池的商業化應用邁出了關鍵的一步。
1985年，日本科學家Yoshino采用石油焦作為負極并結合鈷酸鋰正極開發出世界上第一個鋰離子電池。
1991年，日本索尼公司對全新的鋰離子電池進行商業化生產，也就是18650鋰離子電池，極大地推動了鋰離子電池及相關領域的發展。
至此，鋰離子電池開始大踏步前進，逐漸走向了更加廣闊的市場。
2019年，諾貝爾化學獎頒發給了鋰離子電池領域的3位學者：美國德州大學奧斯汀分校John Goodenough、美國紐約州立大學賓漢姆頓分校的Stanley Whittingham和日本旭化成公司的Akira Yoshino，表彰他們為鋰離子電池發展做出的貢獻。
圖片來源：諾貝爾官網推特
如今，鋰離子電池的應用場景早已變得多元，隨著技術進步和產品迭代，鋰離子電池已經滲透到多個領域，從通訊、辦公到出行，都有它的影子。在發展過程中，鋰離子電池也出現了更多創新方向，比如，全固態鋰電池、鋰硫電池等等。據稱，全固態電池能夠使鋰離子電池的安全性大幅度提升，而鋰硫電池能量密度或可達現有鋰離子電池的2倍，這都是令人振奮的消息。總之，創新仍在繼續，相信未來鋰離子電池將會為人類的能源事業做出更大貢獻。
參考來源：
[1]韓嘯.鋰離子電池的工作原理與關鍵材料
[2]滕瑛巧.基于諾貝爾獎成果發展史的電化學復習——以“鋰電池的昨天、今天和明天”為例
[3]Tommyzhou.鋰離子電池發展簡史
[4]一張圖縱覽鋰離子電池的歷史.蒙京研究院
（中國粉體網編輯整理/文正）
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