无“锂”也不会寸步难行新技术挑战电池难题
- 来源：化工仪器网
- 2021/12/8 15:29:14
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上世纪90年代，日本索尼公司开创了锂电池商业化生产的先河。而在接下来的30余年里，锂电池凭借能量密度高、工作电压大、循环寿命长、充电速度快、放电功率高、自放电率小、记忆效应小和绿色环保等优势在各个领域内发挥着重要的作用，帮助我们有“锂”走遍天下。毋容置疑，锂电池的出现给我们的生活带来了巨大改变，但现在来看，这种改变似乎还不够。
锂电池的诞生可以追溯到20世纪60年代，这远早于其商业化的时间，并且其出现不但弥补了镍氢电池、铅酸电池在储电量上的缺陷，更被视为是一种可靠的存储太阳能和风能的载体，被认为是打开无化石燃料时代的一把钥匙。但是这把钥匙可能并不是那么理想，一个缺陷限制了锂电池的进一步发展——成本。
尽管，在如今这个电子产品普及的年代，锂电池覆盖率已经非常高，但如果仔细观察便会发现，锂电池的普及度其实依旧限制在中小型电池领域，甚至在许多场合还无法替代铅蓄电池的地位，这和锂电池的材料在地球的储备量有很大的关联。
锂电池的主要材料为锂、镍、钴，而根据相关的数据显示，锂在地壳中的储量为0.0065%，并且其中的矿藏并非都能用于生产使用，实际可开发储量以目前的技术来说仅有8600万吨。此外，镍在地壳中含量为0.018%，钴在地壳中含量为0.0023%。因此，说锂电池原材料储备稀缺也没什么问题。以此同时，储量稀少也直接导致了电池原材料价格的居高不下，这样一来一去，锂电池的生产成本也就高了。甚至，除开价格，我们还需要担心未来出现无“锂”可用的情况出现。
不过这个问题并没有限制储能电池产业的发展。事实上，面对锂电池在储量以及后续发展上面临的巨大难题，科学家已经有了新的发展方向，并且开始投入技术与精力。而其中受关注程度颇高的便是镁、锌、钠等元素。不同于锂、镍、钴等金属元素，镁、锌、钠在地球中的产量非常丰富，例如钠在地壳中的储量为2.74%，镁在地壳中的含量更是高达13.9%。此外，钠的获取也非常简单，并且从材料本身来说，也不会遇到材料提取的难题。
目前已经有不少机构在这类特殊电池的研究上收获了一定的成果，像美国休斯顿大学科研团队就正在攻克高能量镁电池；日本东京都立大学同样在挖掘并尝试解决镁电池的产能问题；日本东北大学团队则在研究新型锌离子电池溶剂的选择以及解决其安全使用上的问题。值得一提的是，我国已经发布了一款在能量密度和超快充特性上有所突破的钠电池，并有望在2023年投入基本产业链。
这些新的电池思路很有可能保证我们在无“锂”时也不会寸步难行，不过电池的发展并非在完全否决现有的成熟技术。事实上，无论是镁电池、锌电池还是钠电池，发展都是一个漫长的过程，他们诞生之后也会有自己的优缺点。而在技术发展过程中，锂电池也会因为技术的提升而实现突破。或许未来点储能产业，各种不同类型的电池将会共同作用，共筑美好明天。
(原标题：无“锂”也不会寸步难行 新技术挑战电池难题)
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