鋰電池在傳統領域主要應用于數碼產品，在新能源長足發展的今天，普遍應用于動力電池、儲能領域。

電池技術本身并不怎么高深莫測，基本原理就是氧化還原反應。但能量載體們涉及到的具體化學過程千變萬化。具體到實際應用中涉及到材料學、無機化學、有機化學、物理、表面、界面、熱力學、動力學、工程機械加工、電子電路技術等交織在一起的諸多問題。

鋰離子電池是一個復雜的體系，包含了正極、負極、隔膜、電解液、集流體和粘結劑、導電劑等，涉及的反應包括正負極的電化學反應、鋰離子傳導和電子傳導，以及熱量的擴散等。

一般而言，鋰離子電池的開發分為幾個周期，首先是實驗室內的基礎研究，這一部分主要是適用扣式半電池，或者簡單的軟包電池，這一步主要的目的是測試材料和配方的性能，因為電池的結構沒有進行優化，因此這里得到的結果并不能直接應用在生產上。

氧化還原反應

在進行了實驗室級別的初步測試和評估后，好的材料和配方就會轉移到下一個階段——中試階段，在這一階段需要考慮電池的綜合性能，例如電池能量密度(正負極的涂布量)和快充、倍率等特性，并發現在大規模生產過程中可能面臨的工藝問題，及時做出調整。通過上述的過程，完善了電池配方和生產工藝后，成熟的產品才能最終投入正式生產。

由于影響鋰離子電池性能的因素眾多，因此設計和生產或接的每一個參數都會對電池最終的電性能和安全性產生重大的影響，因此我們有必要深入了解材料、設計和工藝參數對于產品最終性能的影響。

電池材料選擇

鋰電池原材料資源的開采、加工，主要有鋰資源、鈷資源和石墨。

能量密度、成本、安全性、熱穩定性、循環壽命是動力鋰電池的5個關鍵指標，三元材料，錳酸鉀與磷酸鐵鋰任何一個在這5個方面都不具有絕對優勢，導致動力鋰電池極材料路線的差異。

一款電池的設計要首先從材料的選擇開始，需要根據目標需求，例如能量密度、倍率特性、循環壽命和安全等指標，選擇合適的材料。正極材料選擇方面，我們可以選擇橄欖石結構的LiFePO4，這種材料更加適合應用在對能量密度需求不高的大巴車上，此外還有高容量的層狀材料，例如NCM和NCM，這些材料更加適合應用在純電動汽車上，尖晶石結構的LiMN2O4則更加適合應用在混合動力汽車上。

負極材料方面，石墨一直是鋰電池負極材料的不二選擇，事實上如果只考慮能量密度的話，金屬錫更適合作為負極材料。

為了改善正負極的導電性，通常還需要在其中添加少量的導電劑，目前最常見的導電劑為炭黑類材料，碳纖維類材料，以及近幾年興起的碳納米管和石墨烯類材料。

此外，為了將電極粘附在集流體的表面還需要添加1-4%的粘結劑，目前的粘結劑主要分為兩大類一類是油系粘結劑，另一大類是水系粘結劑。

電池的四個部件非常關鍵：正極(放電為陰極)，負極(放電為陽極)，電解質，膈膜。正負極是發生化學反應的地方，重要地位可以理解。但是電解質有啥么用處?做功還很占重量。

電池內部，金屬鋰在負極失去電子被氧化，成為鋰離子，通過電解質向正極轉移;正極材料得到電子被還原，被正極過來的鋰離子中和。電解質的理想作用，是運送且僅運送鋰離子。電池外部，電子從負極通過外界電路轉移到正極，中間進行做功。理想情況下，電解質應該是好的鋰離子的載體，但絕不能是好的電子載體。因此在沒有外界電路時，電子無法在電池內部從負極轉移到正極;只有存在外界電路時，電子轉移才能進行。