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池技術在社會的可持續的清潔能源發展中起著重要的作用。相比于傳統的鎳氫電池，鉛酸電池來說，鋰離子電池具有能量密度高、無記憶效應、環境污染小等特點被廣泛應用在能量存儲與轉化的領域中。如今鋰離子電池已經作為動力電池在電動汽車如特斯拉、比亞迪中使用，具有極大的市場份額，預計2020年全球鋰離子電池市場規模有望達到4500億元。

鋰離子電池最早由日本索尼公司于1990年開發成功。傳統鋰離子電池的正極材料為鈷酸鋰(LiCoO2)，負極材料為石墨(C)，以酯類作為電解液的可充電式電池。

然而，鈷酸鋰材料的實際比容量只有150mAh/g左右，較低的容量限制了單體鋰離子電池的能量密度的提升，只有150Wh/kg左右。使用較低能量密度的鋰離子電池作為汽車的動力電池時使得電動汽車無法具有預期的行駛里程數。比如特斯拉的最新電動汽車ModelX，其電池組就是由7000多節18650鋰離子電池組成，重量達一噸左右。沉重的電池組增大了汽車的自重，降低了汽車的行駛里程數，一次全充電后的行駛里程在400公里左右。因此，開發高能量密度的鋰離子電池顯得尤為重要。

目前，高能量密度鋰離子電池的研究已經從起步階段轉向實質性發展。研究的領域主要集中在電池的正極材料，負極材料上。在正極方面主要研究富鋰正極材料，高鎳正極材料和硫正極材料。在負極方面研究主要集中在錫負極，硅負極和鋰金屬負極上。

目前也有不少團隊致力于固態電解質的研究，主要是為了解決液態的電解液易燃問題所帶來的安全隱患。此外在鋰金屬負極的研究中，引入并使用固態電解質可以抑制鋰枝晶的生長。

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