实现高比能量的理论分析

化学电源作为一种能量转换装置，其最重要的应用要求是装置应当体积小、质量轻，且储存和释放的电能多。用电池专业术语来说，就是应具备尽可能高的“比能量”。“比能量”的定义是单位质量或单位体积电池所能提供的能量，分别称为“质量比能量”(Wh·kg叫)和“体积比能量”(Wh·L叫)。它是衡量和评价化学电源先进程度的最重要性能指标。因此，追求更高比能量一直是推动化学电源发展的原动力。
元素周期表中部分元素的电极电势F及电化学当量。从中可以看到，位于元素周期表左上方的金属元素，如锂、钠、镁、铝等，不仅电化学当量小，且电极电位较负，适合作为高比能电池的负极材料。尽管与这些金属元素相比，氢的电极电势相对较正，但由于其电化学当量非常小(仅0.03769·Ah-1)，因此，也是理想的负极材料。当然，由于锂、钠等活泼金属电极能与水发生反应，采用它们作负极时需采用非水溶剂电解质体系。