电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
这里所说的锂电池特指可反复充电的二次锂电池，而不是用完就扔的一次电池。
锂电池分布在我们生活的每一个角落，其使用范畴包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、移动电源(充电宝)、应急电源、剃须刀、电动自行车、电动车、电动公交车、旅行观光车、无人机，以及其他各类电动工具。作为电能的载体和众多设备的动力来源，可以说，离开了锂电池，当今的物质世界就玩不转了(除非我们想倒退回几十年前)。那么，锂电池究竟有哪些鬼?
本文不科普电池的基本原理和发展历史，有兴致的请百度查询，这里头有很多故事。物理学和化学范畴的基础理论，被爱因斯坦之前的那一波人基本上搞得七七八八了，电池跟这两个范畴笔直相关，与电池有关的理论，在二战之前就已经研究的差不多了，二战以后并无大的创新。作为电池技术的一种，锂电池的相关理论研究，近年来也没有哪些冲破性进展，大多数研究都聚集在材料、配方、工艺等方面，也就是要怎么样提高产业化的程度，研究出性能更优异的锂电池(存储能量更多，用的更久)。
很多人在使用锂电池，很多人在研究锂电池的产品使用(如上面提到的产品)，可是大多数人对锂电池知之甚少，或者总是雾里看花，不得要领。写本文的目的，不是为了给做锂电池研发的人看的，而是给那些在产品里面用到锂电池的工程技术人员或者锂电池的使用者看的。所以本文力求通俗易懂，尽量不使用专业化的术语和公式，希望在轻松阅读之余，能够提升大家对锂电池的认识，起到答疑解惑的用途。
作者本人不是锂电池范畴的专家，没有从事过锂电池单体的技术或产品研发，但曾长期从事锂电池的使用技术研究，因此希望站在用户的角度，来阐述我对锂电池的认识。一般用户，通常把锂电池笔直叫作锂电池，虽然两者并不完全等同，但锂电池实在是当前锂电池的绝对主体。
文中大部分的内容，都不是本人的原创，而是已经存在的知识，站在巨人的肩膀上，我们要做的仅仅是站直身体，抬起头，世界就在我们眼前。
二、锂电池的基本原理
1.要怎么样选择能量的载体
首先大家会问，为甚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，可是这个问题非得得去元素周期表找答案，好在，大家总还记得元素周期表吧?!确实不记得，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，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，所以氢燃料动力电池的研究一直方兴未艾，代表了电池范畴一个非常有前途的方向。当然，倘若核裂变技术在将来几十年能够取得重大冲破，可以做到小型化甚至微型化，那么便携式的核燃料动力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)。氢燃料动力电池与锂电池的技术路线之争，在电动车范畴打的如火如荼，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领域。
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，其紧要成分也是碳、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。
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