鋰離子電池花幾十年的時間才得以完善，而僅僅在幾十年後，我們才認識到鋰離子電池的全部潛力。現今，鋰離子電池為世界各地的手機、筆記型電腦、醫療裝置和電動汽車供電。鋰離子電池也支援可再生能源，因為鋰離子電池可以儲存來自風能和太陽能等間歇性來源的能量。在整個開發過程中，鋰離子電池向科學家提出挑戰，盡可能提高電池效能，同時降低不良反應的風險。現今的電池科學家必須在以往發現的基礎上再接再厲，同時改進將推動領先應用領域進步的電池特性。

由於鋰離子電池技術的重要性，2019 年諾貝爾化學獎授予科學家 John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham 和 Akira Yoshino，藉以表彰他們對開發鋰離子電池的貢獻。每個科學家都貢獻先進的鋰離子電池的發現，直到鋰離子電池成為我們現今所知道的廣泛使用的形式。他們從鋰元素（原子序數為 3）開始，鋰元素有不成對的電子，往往會失去這個電子而變成帶正電的離子。這種失去電子的趨勢為電池應用提供巨大的潛力，並使電力能夠透過電池從陽極流向陰極。鋰離子的高能量密度也是手機和筆記型電腦等小型可攜式裝置的理想選擇。最後，鋰離子在充電過程中很容易向負極移動，以利於充電。化學獎得主成功地利用鋰離子的優勢，並開創在控制材料揮發性的同時利用本身能量的解決方案。

Wittingam 在 1970 年代中期首次完成我們現代鋰離子電池的原型，當時他發現二硫化鈦做為陰極。Wittingham 的電池提供令人印象深刻的 2 伏電壓，但很容易自發起火。在 1980 年代，Goodenough 用鈷酸鋰代替二硫化鈦，電池的容量因此提升到 4 伏，但可燃性問題仍然存在。80 年代後期，Yoshino 用石油焦代替鋰金屬陽極，在保持高電壓的同時使電池更安全。

他們發現的鋰離子電池重量輕、可充電，而且電力強大。他們的電池促使我們的行動電子產品、電動汽車和自行車世界得以實現。當然，正如諾貝爾委員會成員所說，科學進步永遠不會結束。研究人員繼續改進鋰離子電池技術，其他電池可能很快就會加入鋰離子電池，藉此向可充電、可再生能源的型態轉變。

現今的電池開發人員仍然像上面提到的三位鋰離子電池發明者一樣，肩負平衡安全性和功率的任務。然而，由於我們使用電池的方式，其他因素已成為焦點。  

消費電子產品製造商最關心的是鋰離子電池的能量密度，也就是說，鋰離子電池能夠以輕量形式儲存多少能量。手機和筆記型電腦製造商一直在尋找可以容納更多電量的電池升級，同時繼續製造輕巧的可攜式產品。他們也強調電池續航力，因此消費者可以在一次充電後使用更長時間的裝置。 

電動汽車最注重續航力 — 如果電動汽車的充電頻率高於燃料汽車所需的汽油，電動汽車對消費者來說就不是有吸引力的投資。此外，電動巴士、貨運卡車和航空需要更長的續航力。電動運輸也需要強大的循環壽命，因此他們的鋰離子電池可以在劣化和失去容量之前充電數千次。 

鋰離子電池愈來愈廣泛用於支援綠色能源儲存。在這種容量下，鋰離子電池需要具有較長的循環壽命才能盡可能發揮影響力。這些電池不需要成為可攜式，因為這些電池將保持在發電附近，而且不需要很長的續航力，因為這些電池將經常由風能和太陽能充電。 

在所有應用領域，鋰離子電池都需要安全無虞。無論鋰離子電池是在倉庫中儲存風力渦輪機的能量，還是為您的電動汽車供電，鋰離子電池都不會由於高易燃性而危及我們的環境或使用者。 

離子電池科學家有愈來愈多的需求需要滿足，簡單地重複過去的成功並不可行。新電池需要超越以前的能力，同時提高效能和安全性。  

鋰離子電池安全的最大威脅是熱量。電池組件過熱，無論是來自高環境溫度還是內部電化學反應，都可能導致熱失控反應並導致災難性故障或燃燒。因此，電池研究人員轉向熱分析測量電池在很寬的溫度範圍內達到的效能。來自熱分析的數據支援明智的材料選擇、設計或添加劑修改，藉以實現最安全的配置。  

其他流行的鋰離子電池材料分析儀器包括流變儀和微量熱儀。流變學是對材料流動和變形的研究。流變儀可供科學家製作達到理想黏度的漿料和電極塗層，藉以實現最佳儲存、混合、塗層和乾燥。微量熱法可測量電化學或物理化學過程中產生的最小熱量。微量熱計可供電池開發人員實現最佳的熱管理、結構演變，以及熱量與寄生反應的隔離。  

請造訪 TA Instruments的電池頁面，深入瞭解這些分析技術以及這些分析技術如何推進電池研究。若有電池分析以及這些儀器如何支援您的研究有關的任何問題，請聯絡我們 — 我們的專家將隨時協助您！