電池的發(fā)明要追溯到1780年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼在解剖青蛙時(shí)發(fā)現(xiàn)，青蛙雖然已死，但當(dāng)兩個金屬片觸碰青蛙腿時(shí)，青蛙腿會抽搐，感覺像有電流流過。

電流哪里來的呢？伽伐尼認(rèn)為，出現(xiàn)于青蛙身體里的電流，應(yīng)該是生物電。

這個說法后來被人們否定了。1799年意大利物理學(xué)家伏特重新研究了這個問題。他認(rèn)為這個電流并不是來源于青蛙，而是兩種不同的金屬，這兩種金屬會出現(xiàn)電流。

后來，伏特發(fā)明了伏特電堆，他用兩種不同的金屬，銀和鋅的板子，進(jìn)行一層一層的疊放，中間用浸有鹽水的布隔開。當(dāng)手觸碰電堆兩端的時(shí)候，感覺手有被電擊的感覺。這就是電池最初的原型。

再后來，1836年，英國人丹尼爾，發(fā)明了更接近于現(xiàn)代的電池，就是現(xiàn)在所謂的銅鋅電池。丹尼爾在水槽里加了一些硫酸，里面插鋅板和銅板。這時(shí)候，假如在外面接一個電路，比如燈泡，電流就會通過燈泡，燈泡就亮了。

那么為何會出現(xiàn)這種效果呢？

金屬鋅，化學(xué)性質(zhì)特別活潑，在硫酸溶液里很容易失去電子，鋅這一極的金屬鋅失去兩個電子變成鋅離子，鋅離子釋放到溶液里，電子會通過外電路跑到另外一極，溶液中的硫酸中有氫離子。

在銅的一極會發(fā)生什么化學(xué)反應(yīng)呢？

兩個氫離子再加上兩個電子，變成氫氣飛出。因?yàn)檫@種化學(xué)反應(yīng)，就造成電子不停的流過外電路，就行成了電流。這就是丹尼爾電池，或者銅鋅原電池。

以下為銅鋅電池工作原理示意，用氯化鉀做鹽橋，代替硫酸。

后來人們感覺用硫酸不方便，就用一種黏稠狀的電解液代替硫酸?，F(xiàn)在我們用的干電池，也是用的一種漿糊狀的物質(zhì)，來替代電解液。

為何用兩種不同的金屬就可以出現(xiàn)電流呢？

這在化學(xué)上叫做金屬的電極電位不相同。人們后來就不斷的去嘗試，用什么金屬會更好一些。通過摸索，人們就逐漸愛上了金屬鋰。

鋰在元素周期表里是3號元素，它的質(zhì)量非常輕，鋰的質(zhì)量是6個原子單位，它能釋放一個電荷。比較一下，鋅的質(zhì)量是65個原子單位，能放出兩個電荷，釋放同樣多的電荷，鋰要輕得多。鋰的能量密度大，同樣質(zhì)量的電池，它可以釋放更多的能量。能量密度大是鋰離子電池最重要的優(yōu)勢。

我們現(xiàn)在所熟知的鋰離子電池，其實(shí)早在100年前，愛迪生就發(fā)明出來了。因?yàn)殇嚨幕瘜W(xué)性質(zhì)非?；顫姡运苋菀赘渌镔|(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)檫@個原因，鋰離子電池發(fā)明出來后就被雪藏。一直擱置了100多年，直到1991年的時(shí)候，索尼公司推出了18650電池。玩航模的朋友可能了解18650電池，就是那種和5號電池類似的電池。18650鋰離子電池結(jié)構(gòu)比較簡單，性質(zhì)比較穩(wěn)定，造價(jià)又比較便宜，所以用在很多地方，比如充電寶、筆記本電腦用的大部分是18650電池。從那個時(shí)候開始，人們又開始重新研究鋰離子電池了。

鋰離子電池的基本原理是什么呢？

鋰離子電池是一種可充電的電池。鋰離子電池由四個部分構(gòu)成，第一部分是正極，第二部分是負(fù)極，第三部分是中間的隔膜，這個隔膜的用途是為了防止電子穿過，第四部分是正負(fù)極之間的電解液，電解液是一種漿糊狀的物質(zhì)。

那么這四個部分為何就可以供電呢？

首先我們說一下充電過程，充電的時(shí)候，要把正負(fù)極用外電路聯(lián)結(jié)起來，這時(shí)候就可以充電了。在電池的用途下，正極的鋰原子會分解成一個電子和鋰離子，電子順著外電路跑到負(fù)極，鋰離子在電解液中透過隔膜，也跑到負(fù)極，在負(fù)極，電子和鋰離子又相會了，進(jìn)而變回鋰原子。其實(shí)在充電的過程中，就是正極的鋰原子跑到了負(fù)極，鋰原子在正極變成離子和電子的過程，我們稱之為脫嵌，在負(fù)極鋰離子變成鋰原子的過程叫插入。

接下來，我們說一下放電過程，充好了電的電池，為何可以放電呢？

充好電的電池，在負(fù)極聚集了很多鋰原子，這時(shí)我們接一個外電路，在沒有外界電源刺激的時(shí)候，鋰原子在負(fù)極是待不住的，它會分解成電子和鋰離子，電子順著外電路跑回正極，鋰離子從電解液中跑到正極，它們兩個再匯合，又變成了鋰原子。放電的過程就是鋰原子從負(fù)極往正極跑的過程。鋰原子在負(fù)極的電離，我們稱之為脫插，在負(fù)極又變?yōu)殇囋樱星度搿?/p>

充放電的過程就是鋰原子在正負(fù)兩極來回?cái)[動的過程，所以鋰離子電池我們也稱之為搖擺電池。理論上講鋰原子在來回?fù)u擺的過程是不會損耗的，但實(shí)際上鋰原子會和電解液反應(yīng)出現(xiàn)損耗。

目前，人們對鋰離子電池的研究重要集中在正負(fù)極的材料上，我們了解不能用純鋰，得用一些東西去裝載鋰原子，那么用什么材料呢?

現(xiàn)在人們基本統(tǒng)一了看法，負(fù)極用石墨，石墨是分層結(jié)構(gòu)，在層間可以存放很多鋰原子，正極材料假如用磷酸鐵，這種電池就是磷酸鐵鋰離子電池，正極還有一種材料，叫三元材料，現(xiàn)在也比較主流，三元材料分別是鎳、鈷、錳（或鋁），鎳可以提升電池的能量密度，鎳越多，電池的能量密度越高。鈷的用途是讓電池穩(wěn)定，錳或鋁是作為支撐材料，降低電池的成本，把這三種材料按一定比例混合就變?yōu)槿牧?。那么磷酸鐵鋰和三元電池各有什么特點(diǎn)呢？

我們看到三元電池的能量密度大約是磷酸鐵鋰離子電池的2倍，在空間布置有限的乘用車，三元電池優(yōu)勢明顯。磷酸鐵鋰離子電池的低溫性能較差，這也就是為何有些磷酸鐵鋰離子電池的手機(jī)，在較冷的室外，電量瞬間就變?yōu)榱?，而三元電池有較好的低溫性能，在零下20度的溫度，仍可以保持85%以上的電能輸出。

但是，凡事沒有盡善盡美，三元電池的安全性沒有磷酸鐵鋰高。磷酸鐵鋰的自燃溫度為800攝氏度，三元材料在200攝氏度的時(shí)候就開始融化、自燃、爆炸。此外，磷酸鐵鋰在受到?jīng)_擊或者穿刺的時(shí)候，也不容易爆炸，相反，三元材料電池較容易爆炸。所以磷酸鐵鋰離子電池的安全性更好一些。

綜上所述，我們到底用哪種電池更好呢？這個沒有定論，比如大客車，對安全性要求較高，同時(shí)又有較富裕的空間可布置電池，就可以選用磷酸鐵鋰離子電池。出于安全考慮，我國電動公交車不允許使用三元材料。但關(guān)于空間要求比較高的乘用車，使用三元材料的就比較多，同時(shí)在安全性要做更多的保障。