究竟是什么限制了电池容量？( 二 ) _电池容量

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退而求其次的便是我们今天广泛使用的锂离子电池。不再使用锂金属作为电极，而是使用石墨负极和各种锂化合物作为正极，放电时锂离子从石墨负极脱出嵌入正极材料中，充电时锂离子再由正极脱出嵌入石墨负极。相比锂金属电池，锂离子电池本身真正能够提供能量的含锂量又进一步下降。
同时，为了保证反应的正常进行，锂离子电池内部有大量并不贡献容量却必不可少的材料，例如电解液、隔膜、集流体等；并且，如果正极材料上的锂离子全部参与反应，正极材料的晶体结构将会被破坏，导致电池容量发生不可逆下降，因此，锂离子不能从电池正极材料中完全脱出，也就是说有相当一部分锂离子本身也不能贡献能量；另外，锂离子脱出过多的正极材料稳定性较差，易发生热失控导致电池燃烧，因此锂离子电池内部还需要额外的不贡献容量的零部件结构以保证电池的安全性。

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电池界流传的有一句格言， “给定最好的正极、负极、隔膜和电解质，只需将它们组合在一起，就可以生产出最差的电池” 。我们所能安全掌控的用来制造电池的化学物质本身的特性，注定了电池材料的开发是一项极具挑战的工程。自从两个多世纪前伏打组装出第一块电池伏打电堆以来，只有不到 20 多个电池系统（一次电池和可充电电池）成功商业化。虽然电池只由三个主要活性成分组成：正极（阴极）、负极（阳极）以及以离子方式连接电极的电解质。这样的配置看似简单，但事实上，这三种成分之间的多重相互作用和反应，无论是直接的还是间接的，都使新电池的发明变得极其困难。必须在这三个组成部分之间进行彻底的平衡，通过仔细设计、选择和集成，同时优化几个关键性能指标（能量和功率密度、循环和日历寿命、效率、安全性和成本）。惰性成分（隔膜、电极基板和添加剂）的存在使事情进一步复杂化，因为它们在化学层面并不是真正的惰性。