第946章 研究進階

鋰電池因為高能效比在電子設備中廣泛應用，市場前景越來越廣闊，也因此有很多科研人員投入這個行業。

 這種電池基於鋰離子在正極和負極材料之間的嵌入和脫嵌過程，實現電能的儲存和釋放。

 當前主流鋰電池，通常使用鎳鈷錳或者鎳鈷鋁按照不同配比與鋰元素進行混合做正極材料，被稱為三元鋰電池，能效比最高；另一種則是磷和鐵與鋰離子結合做正極材料的磷酸鐵鋰電池，成本相對較低，能效比稍差，負極材料大多數以石墨為主。

 當外部電源連接到電池時，鋰離子從正極材料中脫離出來，通過電解液向負極移動。

 在負極，鋰離子嵌入到石墨的層狀結構中，並與從正極通過外電路到達的電子結合，儲存電荷能量。

 使用電池為外部設備供電時，嵌入在負極的鋰離子會脫嵌出來，再次通過電解液遷移到正極。

 在正極，鋰離子與正極材料反應，同時從外電路接收電子，這一過程釋放能量，形成電流供設備使用。

 鋰電池的能量存儲和釋放本質上是化學能與電能之間的轉換，這一過程是可逆的，允許電池反覆充放電。

 正負極材料在反覆的鋰離子嵌入和脫嵌過程中，部分活性物質會逐漸溶解、脫落或發生結構變化，導致可參與反應的鋰離子減少，電池容量隨之下降。

 鋰元素是密度最小的金屬，在元素週期表中位次只在氫與氦之後，排第三位，也就意味著相同的質量中，可以含有更大數量的金屬離子，在正負極之間進行穿梭，達到最高的存儲能效。

 燕新新材料公司原先主要研究方向，就是更高能效的三元鋰電池材料，提高能量密度，降低生產成本，可惜研究進展緩慢，始終達不到量產要求。

 曾凡從公司回到家後，就在書房琢磨如何設計一種更合理的電池結構，提高能效比的同時，增加安全性，受熱容易起火爆炸是鋰電池的痼疾。

 本來想設計個家庭用的垃圾清理機器人，結果又跳躍到了電池的研究上來，主要還是他微觀感應進展到原子層面後，對微觀分子結構的研究更方便，讓他可以看到更多的可能性，無論研究哪個方向，都能取得前所未有的成果。

 其實生物體就是能效比最高的機器，不需要太高能量密度，就可以做到很多機器做不了的事情，但是改造出一種有智慧的生物為人類支配，曾凡從內心比較牴觸，他更希望設計出只有簡單智能的機器來做這些工作。

 所有的機器最高效便捷的能源就是電能，想要可以移動，那電池就是必不可少的材料，解決電池問題，就相當於解決了許多機器設備的使用效率問題。