所有有用的电池必须要有足够的机械、化学和电化学稳定性。除了能量储存和电力传输，在设计电池时必须考虑限制有毒物质的排放和由于滥用引起的电池爆炸等问题。
2.1.1 电解质
对一次性电池来说，具有长久的且可预测的使用寿命是很重要的。但是那些不可逆而且无法避免的化学反应受当前密封技术和电解质—电极之间相互反应的限制（这些都被粗略地归为自放电一类）。碱性电池会像锌电极一样逐渐地分解掉，也会像基本电解质一样慢慢被中和掉，而锂离子电极则被大部分商业用电解质所消耗。事实上，这种消耗方式形成了一种叫固体电极接口（SEI）的钝化层区域，如果该区域足够厚，可以阻止剩余电极自放电。然而在运行时，离子通量会破坏此钝化层，如果电流密度比较低，其保护性将被继续得到维持。因此，对于电池来说，单次放电量大事实上可以增加其使用寿命。图15.6所示为反应前和反应后的锂金属电极表面。电化学反应时减少的电解质与金属锂反应就形成了莫西锂（中间一圈是褐色的）。未反应的锂表面是有光泽的，如图所示。
图15.6 反应前和反应后的锂金属电极表面
2.1.2 电极
电极有3个功能：(www.xing528.com)
（1）为外界提供电子；
（2）储存化学能；
（3）通过将存储的能量释放到电子和离子中去而产生电能。
所有这些功能都应在等温条件下实现，并且产生的机械或者化学损耗要尽可能少。根据对锂离子电池复杂氧化结构的研究结果，尽管存在固有反应但它比碱性电池更能可靠地实现上述功能。为了提高电池性能，获得期望的性能要求，如尺寸、厚度和柔韧性等，大学、研究所和一些公司正在研发具有纳米特性[23]的新型相变电极[22]。
2.1.3 温度
专用电池或者车用电池的工作温度范围是-40～90℃。而电化学反应的温度依存性、电解质的传输特性以及相位变化等原因，使得电池的低温特性受到了限制。尽管不是无限的，但是可以通过绝缘措施延长电池在恶劣条件下的工作时间。充放电时锂离子具有良好的传输特性（高电导率）、低黏度以及高扩散系数。电解质的导电能力随着工作温度的升高而增加，而最优工作温度则受使用寿命和循环的双重控制。这一平衡是依赖于特定类型的电池。
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