由于鉛酸電池或鎳鎘等水溶液電池的電極活性物質(zhì)的能量密度的限制，傳統(tǒng)電池已不能滿足現(xiàn)代電子設(shè)備和電動(dòng)交通運(yùn)輸?shù)囊?。雖然鎳鎘/金屬氫化物電池體系有些進(jìn)展，性能有了改善，但要想在能最密度上有重大改善，必須發(fā)展基于堿金屬陽極的先進(jìn)電池。

最初高能量體系是為電動(dòng)汽車的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，工作溫度很高。這種體系不適合消耗品電子設(shè)備?，F(xiàn)在鋰電池以紐扣和圈柱電池形式出現(xiàn)在消費(fèi)市場(chǎng)，但是世界范圍內(nèi)還在努力改進(jìn)這種體系，特別是開發(fā)可靠的電動(dòng)汽車用高容量體系。

最初室溫鋰二次電池的開發(fā)是基于一次鋰體系，由鋰金屬負(fù)極、非水溶液的鋰離子導(dǎo)電電解質(zhì)和正極材料組成。正極可與鋰離子進(jìn)行可逆的電化學(xué)反應(yīng)。合適的陽極材料一般具有固定的晶格和下面性能:

1、層極隧道或開口結(jié)構(gòu)允許插入(或析出)理離子而不會(huì)顯著改變結(jié)構(gòu);
2、有接受(或排出)補(bǔ)償電子進(jìn)入(或躍出)它們的電子能帶的能力。
作為嵌入體物質(zhì)，這些材料已被人們所了解，放電時(shí)包括在陽極鋰離子的溶解，它們?cè)陔娊赓|(zhì)中遷移嵌人基體物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)中，同時(shí)外部電路的補(bǔ)償電子進(jìn)入同一基體物質(zhì)的電子能帶結(jié)構(gòu)，充電過程是可逆的。鋰二次電池存在一個(gè)形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變和鋰負(fù)極鈍化的問題。

這將減少循環(huán)壽命和體系的實(shí)際能量密度，在實(shí)際應(yīng)用中可能引發(fā)一些安全問題。最近的進(jìn)展是用另一種插層化合物CD來取代鋰金屬陽極，這種電池負(fù)極的電化學(xué)過程不是像傳統(tǒng)體系中的那樣鋰涂覆和剝落，而是在充電時(shí)鋰離子吸附，在放電時(shí)鋰離子釋放，因此，在放電過程中負(fù)極Li,CD作為一個(gè)鋰離子派，而正極AB像一個(gè)鋰離子交換器，這個(gè)體系曾被稱作“搖椅式電池”，后來又出現(xiàn)了一系列的名字，如“搖擺式電池”等，現(xiàn)在稱這種電池為“鋰離子電池”。