（4）锂离子蓄电池
    对使用锂金属阳极和非水电解质溶液锂离子蓄电池的研究开始于20世纪60年代。首先在航天和军事领域内使用了不可再次充电的锂电池。由于其自放电较小，所以时至今日还被用于心脏起搏器、手表和照相机。随着并非完全由金属锂构成的锂离子电池槽的面市使可充电锂电池真正实现了商业化。当今能量需求较高的便携设备（移动电话、数码相机、笔记本电脑等）基本都采用了锂离子电池为其提供能量。因为其能量密度较高，所以对电动和混合动力车辆领域尤为有益。此外它在放电时可提供恒定的电压且没有记忆效应。
    如图14所示，常见锂离子电池的正极由多层锂金属氧化物制成（例如LiCoO2或LiNi02）。负极则由多层石墨制成。两个电极都位于无水电解液中。隔板安装在两个电极之间。通过推移锂离子在锂离子电池上可以产生一个源电压，在电池充电过程中带有正电荷的锂离子通过电解液由正极移动至负极的石墨层。锂离子与石墨（碳）进行化合，同时不破坏石墨的分子结构。放电时锂离子重新返回至金属氧化物中，电子可以通过外部电路流至正极。锂离子和石墨层反应后在负极上可以产生一个保护层，该保护层可以让较小的锂离子通过，而电解液中的分子则无法通过。

    锂离子蓄电池的自放电较小，且因为锂离子的移动力较高所以其效率可达96%。该效率的大小取决于温度，在低温下将会大幅下降。
    一个普通锂离子电池槽可以提供的额定电压为3.6V。锂离子电池槽的电压是镍氢混合动力蓄电池的三倍。过渡放电至2.4V会导致电池出现不可逆损坏和容量损失，因此不允许过度放电。相相应的功率密度为300～1 500W/kg，能量密度几乎是镍镐蓄电池的两倍。应避免锂离子蓄电池40％容量以下的放电，因为在电极中的不可逆化学反应会造成较大的容量损失。此外，电池槽电压越高蓄电池老化也就越快。因此还要避免对锂离子蓄电池进行100％的充电。最佳充电范围应在50％～80％之间。
    使用锂离子蓄电池时应注意它的一些特点。蓄电池的机械损伤可能会导致电池槽短路。高强度电流会导致壳体融化和起火。锂离子蓄电池的外壳虽然是密封的，但请不要将它放入水中。因为锂离子电池槽将会和水发生剧烈反应，特别是在满充电情况下。因此不能用水而应该用例如沙土扑灭燃烧的电池。
    因受加工条件限制锂离子电池槽的参数各不相同例如容量，而蓄电池是由多个电池槽共同组成的，所以必须对电池槽进行单独监控，这便是蓄电池管锂系统的任务。必要时该系统可以保证各电池槽不会过渡充电或过渡放电并保持各电池槽之间的电荷到斯。

    3．双层电容器
    1856年，德国物锂学家Hermann von Helmholtz发现了双层电容器的工作原锂。他描述了双层电荷载体的结构，即从外部施加电压时电荷载体附在位于电解液中的两个电极上。根据不同的制造商双层电容器又称为黄金电容、超级电容、Boost电容。
    如图15所示，双层电容器是一种功率密度高达10kW/kg的电能静电蓄能器。双层电容器的优点是效率较大、自放电小和使用寿命较长。此外，它不会出现记忆效应。因为双层电容器的能量密度较小所以不适合作为独立的能量蓄能器用于车辆驱动，但是与化学蓄能器组合使用时可以显著降低重量并延长化学蓄能器的使用寿命。

    双层电容器由两个通过电解液湿润处锂的电极制成。当在电极上施加电压时电解液中极性相反的离子会在电极处聚集。它们和不可移动的电荷载体共同构成了一个层厚度仅比分子略小的区域。此处没有真正的电介质。在电极和电解液边缘上形成的两个电荷载体层可以起到电介质的作用。这两个电荷载体层也被称为双电层并根据它为双层电容器命名。

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