所謂雙離子電池是把傳統鋰離子電池的正負極進(jìn)行了調整，用廉價(jià)且易得的石墨烯替代，目前已批量應用于鋰離子電池的鉆酸鋰、錳酸鋰、三元或磷酸鐵鋰作為電池的正極材料；采用鋁箔同時(shí)作為電池負極材料和負極集流體；電解液由常規鋰鹽和碳酸酯類(lèi)有機溶劑組成。

雙離子電池的工作原理也有別于傳統鋰離子電池，充電過(guò)程中，正極石墨發(fā)生陰離子插層反應，而鋁負極發(fā)生鋁-鋰合金化反應，放電過(guò)程則相反。這種新型反應機理不僅顯著(zhù)提高了電池的工作電壓（3.8-4.6V），同時(shí)大幅降低電池的質(zhì)量、體積及制造成本，從而全面提升了電池的能量密度，從而提高電池的續航時(shí)間。

為了降低單位Wh的成本，人們開(kāi)發(fā)了多種高能量密度的蓄電池，例如Li-O2電池，理論比能量可達3600Wh/kg（2Li++O2+2e-=Li202，2.96VvsLi/Li+），遠高于鋰離子電池，并且具有環(huán)境友好等特點(diǎn)。為了進(jìn)一步降低成本，人們還以Na，Zn等替代金屬Li，開(kāi)發(fā)Na-O2和Zn-O2電池，目前這些技術(shù)還都處在基礎技術(shù)研發(fā)階段，目前主要研究主要集中在金屬-電解液界面研究和放電產(chǎn)物研究等方面，其中Li-O2電池開(kāi)發(fā)難度較小，研究比較充分，有希望能在短期內進(jìn)行應用。

此外Li-S電池也是研究的熱點(diǎn)，S的理論比容可達1672mAh/g，理論比能量達到2600Wh/kg，雖然遜色于Li-O2電池，但也要遠遠高于鋰離子電池。目前Li-S電池存在的主要問(wèn)題是，S的導電性差，接近絕緣體，體積膨脹大（80%），S正極的嵌鋰產(chǎn)物會(huì )溶解在電解液里，在正負極之間穿梭，導致容量快速衰降，循環(huán)和儲存性能差。目前鋰離子電池上常用的酯類(lèi)電解液由于存在較多的副反應而無(wú)法在Li-S電池上應用，所以L(fǎng)i-S電池一般采用醚類(lèi)電解液，導致電池的高溫性能很差。為了克服上述問(wèn)題，研究者分分采用S納米化、表面包覆改性和全新的固態(tài)電解質(zhì)等方法克服，目前Li-S電池的研究已經(jīng)取得了許多重要的進(jìn)展，因此Li-S電池也是最有希望在短期內取代鋰離子電池的高比能儲能體系。

上一個(gè)三十年是屬于鋰離子電池的時(shí)代，下一個(gè)三十年會(huì )是屬于那種電池呢？Li-S電池、Li-O2電池和雙離子電池，究竟誰(shuí)會(huì )成為鋰離子電池的掘墓人呢？我們來(lái)分析一下雙離子電池的優(yōu)勢，首先是成本，雙離子電池正負極采用的都是石墨材料，光是這一點(diǎn)就要比采用NCA，NCM和LCO正極材料的鋰離子電池成本低很多。其次是環(huán)保屬性，雙離子電池幾乎不含有重金屬成分，正負極的石墨材料也很好處理，不會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的重金屬污染。最重要的是工藝優(yōu)勢，目前的鋰離子電池生產(chǎn)設備和工藝完全可以用于雙離子電池的生產(chǎn)，可以說(shuō)雙離子電池的技術(shù)一旦成熟，并開(kāi)始推廣，現有的鋰離子電池生產(chǎn)廠(chǎng)家可以在不更換設備的前提下，段時(shí)間內實(shí)現快速轉型。