大家是否知道日本傳統(tǒng)曲藝“落語(yǔ)”的經(jīng)典段子《三軒長(zhǎng)屋》？故事發(fā)生在消防隊(duì)頭目、當(dāng)鋪的年輕小妾、劍術(shù)老師居住的三棟一連的雜院。頭目家傳來的年輕人的大聲喧嘩、老師家傳來的吵鬧的練習(xí)聲令小妾不堪其擾。忍無可忍之下，小妾向當(dāng)鋪的掌柜哭訴，掌柜于是決定以雜院已經(jīng)典當(dāng)為由，將頭目和老師攆走。聽聞這個(gè)消息，頭目和老師來向掌柜要錢，說只要各給50兩，就馬上搬家。但搬完才知道，頭目搬到了老師家，老師搬到了頭目家注1）。
注1）這段落語(yǔ)是由中國(guó)明代的《笑府》中的笑話改編而成。
在此特意提這個(gè)段子，是因?yàn)殇囯x子電池（LIB）的充放電反應(yīng)與“三軒長(zhǎng)屋”一模一樣。
圖1：LIB的基本原理
正極（LiCoO2）與負(fù)極（C）之間通過交換Li+離子進(jìn)行充放電。
圖1是LIB充放電機(jī)制的模式圖。其重點(diǎn)在于正極（這里是LiCoO2）與負(fù)極（石墨）都如圖所示，為層狀結(jié)構(gòu)。
通常的二次電池在充放電過程中會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也就是化學(xué)反應(yīng)。比方說，Ni-Cd二次電池在充電時(shí)，正極發(fā)生氧化，從Ni（OH）2轉(zhuǎn)變?yōu)镹iOOH，在負(fù)極，Cd（OH）2還原為Cd（鎘）。放電則相反，NiOOH還原為Ni（OH）2，鎘氧化為Cd（OH）2。
但LIB不發(fā)生這樣的氧化還原反應(yīng)。充電時(shí)，正極層間的鋰離子（Li+）移動(dòng)到負(fù)極層間，也就是“搬家”，除此之外再?zèng)]有其他現(xiàn)象。放電時(shí)，負(fù)極層間的Li+移動(dòng)到正極層間。充放電不伴隨任何化學(xué)反應(yīng)，只是Li+在二者之間搬來搬去而已。簡(jiǎn)直就是現(xiàn)實(shí)版的“三軒長(zhǎng)屋”。因?yàn)殡x子在兩個(gè)位置間反復(fù)來回，所以LIB之類的電池也叫作“搖椅型電池”（但卻沒有三軒長(zhǎng)屋型電池的說法）。
那么，我們是怎么發(fā)現(xiàn)這一機(jī)制的？這要先來回顧索尼的開發(fā)軌跡。
通過比賽選擇電極材料
從1980年代中期開始，二次電池的需求與日俱增。當(dāng)時(shí)，索尼集團(tuán)旗下?lián)碛须姵刂圃炱髽I(yè)——索尼能源技術(shù)（SET，現(xiàn)在的索尼能源設(shè)備），但該公司的強(qiáng)項(xiàng)在于堿性干電池和氧化銀電池等，并不生產(chǎn)二次電池。市場(chǎng)對(duì)于二次電池的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。因此，開發(fā)小型、大容量的二次電池成為了SET這家電池企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
但索尼在二次電池領(lǐng)域完全是新軍，要想迎頭趕上，就必須加快開發(fā)速度。為此，索尼采取了以下策略。
①任命SET的高管擔(dān)任二次電池開發(fā)項(xiàng)目的主管。這樣一來，決定重要事項(xiàng)無需再一一提交申請(qǐng)書，加快了各項(xiàng)事務(wù)的決策速度。
②試制裝置和測(cè)量?jī)x等的數(shù)量準(zhǔn)備需要數(shù)量的幾倍。倘若儀器只有1臺(tái)，一旦發(fā)生故障，在修理期內(nèi)將無法使用，會(huì)阻礙開發(fā)的進(jìn)行。準(zhǔn)備兩臺(tái)可以避免耽誤時(shí)間。
③材料（正極材料、負(fù)極材料和電解液等）的庫(kù)存也必須達(dá)到需要量的2倍以上。因?yàn)槿绻骋环N材料發(fā)生短缺，在訂購(gòu)到交貨期間只能束手無策。
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