双离子电池是什么电池？

所谓双离子电池是把传统锂离子电池的正负极进行了调整，用廉价且易得的石墨烯替代，目前已批量应用于锂离子电池的钻酸锂、锰酸锂、三元或磷酸铁锂作为电池的正极材料；采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体；电解液由常规锂盐和碳酸酯类有机溶剂组成。

双离子电池的工作原理也有别于传统锂离子电池，充电过程中，正极石墨发生阴离子插层反应，而铝负极发生铝-锂合金化反应，放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压（3.8-4.6V），同时大幅降低电池的质量、体积及制造成本，从而全面提升了电池的能量密度，从而提高电池的续航时间。

为了降低单位Wh的成本，人们开发了多种高能量密度的蓄电池，例如Li-O2电池，理论比能量可达3600Wh/kg（2Li++O2+2e-=Li202，2.96VvsLi/Li+），远高于锂离子电池，并且具有环境友好等特点。为了进一步降低成本，人们还以Na，Zn等替代金属Li，开发Na-O2和Zn-O2电池，目前这些技术还都处在基础技术研发阶段，目前主要研究主要集中在金属-电解液界面研究和放电产物研究等方面，其中Li-O2电池开发难度较小，研究比较充分，有希望能在短期内进行应用。

此外Li-S电池也是研究的热点，S的理论比容可达1672mAh/g，理论比能量达到2600Wh/kg，虽然逊色于Li-O2电池，但也要远远高于锂离子电池。目前Li-S电池存在的主要问题是，S的导电性差，接近绝缘体，体积膨胀大（80%），S正极的嵌锂产物会溶解在电解液里，在正负极之间穿梭，导致容量快速衰降，循环和储存性能差。目前锂离子电池上常用的酯类电解液由于存在较多的副反应而无法在Li-S电池上应用，所以Li-S电池一般采用醚类电解液，导致电池的高温性能很差。为了克服上述问题，研究者分分采用S纳米化、表面包覆改性和全新的固态电解质等方法克服，目前Li-S电池的研究已经取得了许多重要的进展，因此Li-S电池也是最有希望在短期内取代锂离子电池的高比能储能体系。

上一个三十年是属于锂离子电池的时代，下一个三十年会是属于那种电池呢？Li-S电池、Li-O2电池和双离子电池，究竟谁会成为锂离子电池的掘墓人呢？我们来分析一下双离子电池的优势，首先是成本，双离子电池正负极采用的都是石墨材料，光是这一点就要比采用NCA，NCM和LCO正极材料的锂离子电池成本低很多。其次是环保属性，双离子电池几乎不含有重金属成分，正负极的石墨材料也很好处理，不会对环境产生严重的重金属污染。最重要的是工艺优势，目前的锂离子电池生产设备和工艺完全可以用于双离子电池的生产，可以说双离子电池的技术一旦成熟，并开始推广，现有的锂离子电池生产厂家可以在不更换设备的前提下，段时间内实现快速转型。