第1部分 锂离子电池

第1章 绪论

1.1 资源枯竭及环境污染

进入21世纪以来，随着工业化的不断发展，人类的环境污染和能源枯竭问题日趋严峻。由于二氧化碳排放量的逐年增加，目前地球的温室效应已经达到前所未有的程度，相关报道显示，过去10年是人类有记录以来最热的10年。由于不节制的资源开发和过度使用，全世界的煤炭储量只够人类再消耗200年，而石油资源更是只能够继续维持80年。

考虑到传统化石能源所带来的负面影响，各国都对可再生能源的研究利用投入了大量的人力物力，其中，发电是最主要、规模最大的用途。近年来，已有许多国家实现了高比例的可再生能源发电，其中多数国家的可再生电力以水电为主。

20世纪90年代以来，全球可再生能源行业发展不断加速，全球能源结构更趋多元化，可再生能源比重持续上升。2020年煤炭在全球一次能源中占比下降，其中，中国煤炭消费在一次能源中的消费占比已降至56.8%。2020年全球可再生能源装机容量已达到27.99亿kW，其中水电比重最高，达到13.22亿kW。

中国在发展可再生能源的道路上已迈出实质性步伐，截至2021年10月底，我国可再生能源发电累计装机容量达到10.02亿kW，首次突破10亿kW大关，占全国发电总装机容量的比重达到43.5%。其中，水电、风电、太阳能发电和生物质发电装机分别达到3.85亿kW、2.99亿kW、2.82亿kW和3534万kW，均持续保持世界第一。

如今越来越多的国家将发展可再生能源作为能源战略的重要组成部分。仅2020年内，便有数十个国家制定了相关政策，包括韩国公布的可再生能源长期计划、法国政府公布的“2030国家能源计划”、欧委会推出的欧盟能源系统一体化发展战略、智利政府推出的绿色氢能战略等。

可再生能源的不断发展催生了对于储能设备的需求，锂离子电池因其高能量密度、可快速充放电、自放电率低、安全性高等特点，成为近年来最具潜力的新一代储能电池，引起了科研界和商业界的广泛关注。