鋰離子電池是一種二次電池（即可反復(fù)充放電的電池），它重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+（鋰離子）在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，因為鋰離子在正極和負極材料中儲存時能量不同，而該能量差就是鋰離子電池能存儲/釋放的電量：充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)，正極處于脫鋰狀態(tài)；放電時則相反。下圖就是鋰離子電池工作的典型示意圖，其使用的反應(yīng)體系為最經(jīng)典的鈷酸鋰正極-石墨負極。

在該電池中，以充電過程為例正負極的具體反應(yīng)如下：

LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe-

6C+xLi++xe-=LixC6

因為材料本體的性質(zhì)局限，在正極的反應(yīng)過程中，鈷酸鋰一般情況下只能脫出0.5個鋰離子，再多則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌損壞，因此一般情況下鈷酸鋰的理論容量上限只有140mAh/g左右，而負極石墨的理論密度為360mAh/g。再加上鈷酸鋰的放電的平均電壓為3.7V（實際上是從4.2V的充滿電最高電壓逐漸下降到3V左右，3.7V為平均值），同時，考慮到石墨負極很低的電位值，以及電池中各種其它元件的占比，最后可以得到我們用的鋰離子電池（例：手機）的能量密度大約是160Wh/kg左右。

能量密度關(guān)于各種電池都是最為基礎(chǔ)的核心參數(shù)，必須而且應(yīng)該是公開透明數(shù)據(jù)。然目前常用鋰離子電池中，由于取決材料、技術(shù)體系不同，能量密度可以從幾十（比如鈦酸鋰）到200Wh/kg左右。一旦這個數(shù)值極高（或極低），就值得重點關(guān)注了：一方面，在技術(shù)人員的努力下，做出了較高的能量密度，可能技術(shù)上有突破，值得慶祝；另一方面，不排除有部分人士商家存在性能夸大現(xiàn)象。假如能量密度數(shù)據(jù)不輕易標出，則消費者購買/投資人投資前就需謹慎思考（因為謹慎推測：不愿意標注的多半是因為該性能不佳）。電池的基礎(chǔ)是電化學(xué)科學(xué)，而關(guān)于這一領(lǐng)域，有一個樸素但是最為基本的原理：任何一種電池，其存儲能量的機理均需寫出一個相應(yīng)的電化反應(yīng)方程式，如此才能了解其電壓情況，判斷其理論極限能量密度等，而且這些關(guān)于電池而言都只是最基本信息。不論此電池技術(shù)有多新（或只是相關(guān)人士所說的新），其原理都必須能寫成化學(xué)方程式，落實在紙面上，如此才可以經(jīng)得起學(xué)界、工業(yè)界常識的檢驗。

筆者近來有友被推銷一種電池，然而推銷人士卻對最基本電池反應(yīng)原理三緘其口，因為怕泄密，同時說出一些違反電化學(xué)基本常識的理論，因此購買與采用該技術(shù)前還是建議要做仔細調(diào)研，謹慎行事。因為就電池而言，電化學(xué)反應(yīng)機理是最基本信息，要公開透明，而且這還僅僅是第一步在具有科學(xué)理論基礎(chǔ)后，想要實用化，電池工程技術(shù)真正的壁壘在于對材料、整體結(jié)構(gòu)以及工藝的優(yōu)化。即使基礎(chǔ)原理清楚，還需考慮實現(xiàn)難度，畢竟新技術(shù)工程化的艱辛是遠超出很多人的想像的。近幾十年來我國工業(yè)取得如此大成就得益于技術(shù)人員的辛勤積累，不懈堅持與嚴謹鉆研。我國的電池工業(yè)能有目前的成就，同樣離不開腳踏實地的實干精神和在工業(yè)工程化中的辛勤探索。