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4.5 本章小结 29
结论与展望 30
致谢 31
参考文献32
1 绪论
1.1 背景问题介绍
随着经济的进一步发展，环境问题不仅在中国而且在全球普遍存在，作为一个世界级的难题逐渐阻碍着当今社会的发展[1]。环境问题分为了四个方面:环境污染、生态破坏、资源和能源问题[2]。恩格斯曾说过:我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利,对于每一次我们这样的胜利,自然界都对我们进行报复[3]。气候变暖就是当今人类生存的面临的难题之一，甚至个别问题逐渐转化为了当代全球多边治理范围里最难以达成共识的一个“奥革阿斯的牛圈”[4-5]。气候变暖问题的主要罪魁祸首是CO2等温室气体。
环境问题的形成是多因素的，汽车尾气也是其中之一。有报道称：大气污染成分的63％来自汽车[6]。每万辆汽车每天排放CO2 30 t[7]。每天排放如此大量的温室气体，将使环境恶化。而这一切与一直以来依赖化石燃料的汽车有着很大的关系。在使用汽车的前提下，改变汽车的动力来源也是一个重要的能源问题。
能源是经济发展的物质基础,能否找到一种甚至多种充足而稳定的能源成为影响和制约各国经济发展快慢的因素[8], 日益增加的石油消耗量，日渐减少的自然资源，使工业生产成本不断升高，经济受到资源缺乏的影响，能源紧缺的国家在经济发展的长跑中逐渐掉队。作为能源最大消费国[9]，我国极低的能源利用效率让我们要翻两番方可达到发达国家的经济平均水平。这说明耗费的资源更加严重。更加让人倍感艰难的是，低效之外的问题是资源的缺乏:石油人均储量仅为全球人均的九分之一，而天然气更是惊人的千分之四，只有煤勉强自给自足[10]。虽然说眼前可以向石油出口国进口资源[11]，这种方案并非长久之计，由于政治和多种因素，文持供求平衡如履薄冰且价格高度的不稳定[12]。
作为世界当前的主要能源，石油类工业自身得不足也让人们逐渐缩减对其使用的比例；存在布局不尽合理，小化工企业生产技术落后，环保治理欠帐多，环境风险意识淡薄，防范制度不健全[13]，这些问题对生态环境存在危害甚至致命损害的人为或者天然因素。因此，无论国内国际，宏观的经济发展要求其他类型的在能源供给中的份额提高,这样有助于改善长期能源供给安全和促进清洁能源的使用。
因此相对环境友好的风能，生物能源[14]，太阳能，电能都成为关注的热点。作为其中最稳定的能源[15]，电能有着很好的前景，碳材料具有良好的导电性能、力学性能和耐腐蚀性能等，被广泛应用于电化学领域。作为电能的储存方式之一，不同于充满重金属铅酸的铅蓄电池，锂电池不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉这些有毒有害的重金属元素，所以说环境和生态问题日益严重的今天，对锂电池进行推广是一种十分可靠的途径。
1.2锂电应用及优势
锂电池是一种密封的化学电源，除了与燃料电池相似的一次电池，还有可以反复充电循环利用的二次电池。
图1.1锂电池机理简图
与多数电池一致，锂电池分为正极负极和电解质溶液，而负极的材料是锂金属或者含锂元素。锂电池的雏形源于爱迪生时期，大致机理是：Li+MnO2 LiMnO2，通过锂离子被氧化而放电，锂元素最外层电子十分活泼，当我们要使用锂元素作原料时，环境要求往往无法满足需求。受限于科技原因，锂电池上个世纪90年代之前并没有得到充分的应用[16]。