放电过程钴酸锂中锂离子脱出示意图[9]
相比于二硫化钛，钴酸锂正极材料具有较高的正极电势，同时层状结构钴酸锂能够较快地传输锂离子，是一种优良的锂离子电池正极材料。
就在同一年，拉奇德·雅扎米（Rachid Yazami）发现了锂离子在石墨中的可循环的离子插层现象，并验证了石墨作为锂电池正极的可行性[10]。石墨具有层片状结构，并且与 TiS₂ 类似，石墨中层与层之间由微弱的范德华力连接，这使得体积较小的锂离子能够进入石墨层间并发生电荷转移。
石墨具有层状结构，层与层之间由范德华力相互连接 [11]
在 1983 年的论文中[12]，雅扎米采用聚环氧乙烷-高氯酸锂固态电解，并且以金属锂为负极，石墨为正极组成原电池。在放电过程中，作为正极的石墨发生了如下反应：
nC e- Li → (nC, Li)
随后发生：(nC, Li) → LiCn
在石墨作为正极的原电池放电过程中，锂离子在石墨层中发生插层反应，发生电荷转移并形成化合物 LiCn。
锂离子电池的到来
1982 年，就职于日本旭化成公司的（Asahi Kasei Corporation）吉野·彰（Yoshino Akira）采用钴酸锂作为正极，聚乙炔 （C2H2）n 作为负极构建了锂离子电池的样品[13]。在钴酸锂电池的放电过程中，锂离子从电池正极通过电解液迁移至钴酸锂中，实现电池放电。
但是，钴酸锂电池仍然存在许多问题。电池的负极聚乙炔的能量密度低，并且稳定性也较低。因此，吉野·彰采用了一种新型类石墨材料"soft carbon"代替聚乙炔作为电池的负极材料，并且在 1985 年制备了第一块锂离子电池原型，并申请了专利[10]。由吉野·彰设计的锂离子电池原型成为许多现代电池的雏形。
锂离子电池放电，锂离子迁移过程示意图
与锂电池相比，吉野·彰设计的以碳质材料为负极，钴酸锂为正极的原电池摆脱了金属锂，因此这一类电池也被称为“锂离子电池”。由于钴酸锂锂离子电池中，锂离子在正负极都发生插层反应，通过锂离子的快速插层实现电荷的快速转移，因此这一电池结构也被形象地称为摇椅电池。
2019 年，诺贝尔化学奖颁发给了美国籍科学家约翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）、英国籍科学家斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和日本籍科学家吉野·彰（Akira Yoshino），以表彰他们对锂离子电池方面的研究贡献[4]。
诺贝尔奖获得者：从左到右依次为美国籍科学家约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、英国籍科学家斯坦利·惠廷厄姆(M. Stanley Whittingham)和日本籍科学家吉野彰（Akira Yoshino） [4]
以碳材料为负极、钴酸锂为正极的锂离子电池的出现推动了锂离子电池的发展。随着科研人员对锂离子电池的研究逐渐深入，锂离子电池的正极材料发展出了三种体系：钴酸锂（LCO），磷酸铁锂（LFP）以及三元镍钴锰（NMC/NCM）体系。其中，钴酸锂体系拥有相对更高的电池容量，在我们平常使用的手机、电脑等 3C 电子产品领域有着举足轻重的地位。磷酸铁锂体系和三元锂体系拥有更高的稳定性，因此在新能源汽车中拥有较为广泛的应用。[14]
锂离子电池的出现彻底改变了我们的生活方式。与镍镉电池和镍氢电池相比，锂离子电池的能量密度更高，相同电池容量的锂离子电池更为便携，能够支撑集成丰富功能的智能手机的高功耗。同时，大部分的锂离子电池没有记忆效应，不需要完全放电后再充电，因此锂离子电池能够实现随需随充。与锂电池相比，锂离子电池的充电速率显著提升。并且锂离子电池的充电速率快，极大地方便了我们的生活。因此，在手机、移动电脑、新能源汽车等应用场景中，锂离子电池凭借其优异的性能逐步代替了部分场景中的镍镉电池和镍氢电池。
为什么手机电池寿命越用越短？
1镍镉电池的伤痛——记忆效应
对于镍镉电池而言，烧结制备的镍镉电池的负极镉的晶粒较粗，当镍镉电池长期不彻底充电、放电，镉晶粒容易发生聚集，集合成块。此时，电池放电时形成次级放电平台。电池会以这一次级放电平台作为电池放电的终点，电池的容量变低，并且在以后的放电进程中电池将只记住这一低容量[15]。这也是为什么旧一代采用镍镉电池的手机经常被建议需要完全放电后再进行充电的原因。但是随着镍镉电池与镍氢电池加工工艺的不断提升，记忆效应对电池容量的影响被不断降低，完全充放电对电池寿命的危害逐渐显现出来。
