先回答第二个问题，锂元素在电池中不是必不可少的。很多电池都不含锂，比如锌锰干电池、锌-氧化银电池、铅酸电池、镍氢电池。目前所有的新能源电池都用到了锂元素，这其实是由新能源自身的应用场景决定的。新能源领域主要指的是新能源汽车，那么让我们想一想新能源汽车对电池有什么要求。新能源汽车需要背着电池一起跑，这就要求电池的体积要小（电池太大了就装不下多少乘客了），重量要轻（电池太重了汽车也就跑不远），能储存尽可能多的电能（电池存储的电能越多汽车就能跑得越远），循环寿命长（汽车报废了电池才能报废）。目前满足这几个要求的只有锂离子电池，也就是磷酸铁锂电池、三元材料电池。

首先，在所有已商用的电池中，锂离子电池的能量密度（单位体积所存储的电能）和比能量（单位质量所存储的电能）是最高的。其次，锂离子电池的循环寿命很长，现在优秀的三元材料电池循环寿命已经可以达到3000次以上，磷酸铁锂电池可以达到上万次，一天一充的话分别可以用8年和27年。至于为什么锂离子电池具有很高的能量密度和比能量，这是因为：1.金属锂具有最低的电极电位，同时它与负极上的石墨形成的锂碳化合物也具有很低的电极电位，这样使得锂离子电池的电压非常高，磷酸铁锂电池高达3.2V，三元材料电池高达3.6V，比锌锰干电池的1.5V和铅酸电池的2V高多了；2.磷酸铁锂和三元材料具有很高的容量，也就是能存储大量的锂离子；3.锂是密度最低的金属。这三个因素综合下来，就使得锂离子电池具有极高的能量密度和比能量。

by 重光

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