电池界竞争如火如荼，谁将“接棒”锂电池?

2024-06-11 11:32:33 来源：资源循环研究院

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简介：锂电池自1990年代问世以来，凭借其高能量密度、长寿命和便携性等优点，迅速在移动设备、电动汽车等领域得到广泛应用。随着科技的不断发展，锂电池已经成为影响人们生活最广泛、最深远的科技之一。然而，在锂电池的生产和回收过程中，产生的环境问题不容忽视。为了解决这些问题，固态电池、钠离子电池、锂硫电池等新技术应运而生。如今，全球电池界的竞争正在火热进行中，越来越多科研人员和技术公司开始寻找更便宜、更环保的锂电池替代品。

锂电池自1990年代问世以来，凭借其高能量密度、长寿命和便携性等优点，迅速在移动设备、电动汽车等领域得到广泛应用。随着科技的不断发展，锂电池已经成为影响人们生活最广泛、最深远的科技之一。然而，在锂电池的生产和回收过程中，产生的环境问题不容忽视。为了解决这些问题，固态电池、钠离子电池、锂硫电池等新技术应运而生。如今，全球电池界的竞争正在火热进行中，越来越多科研人员和技术公司开始寻找更便宜、更环保的锂电池替代品。

钠离子电池当下正逐步崭露头角。钠在世界各地随处可见，提取时耗水量也更少。提取1吨锂需要的水是钠的682倍。钠电池在材料成本上也更具优势，例如，它可以采用成本更低的铝箔替代铜箔。不仅如此，钠电池还有一个好处——安全。它能够被放电至零伏，在储存和运输过程中更加安全。较低的易燃风险使其成为更安全的选择。然而，这位“新星”也有缺点，那就是能量密度低。对于电动汽车制造商来说，这可能会影响车辆的续航里程。锂电池的能量密度在150—220瓦时每千克之间，而钠电池的能量密度范围为140—160瓦时每千克。此外，钠电池在其寿命内只能维持很短的充电周期。目前，钠电池的充电周期约为5000次，而磷酸铁锂电池则可达到8000次至10000次。科学家正在努力攻克这一难题。2023年，我国科学家和工程师使用一种不同类型的电极实现了6000次循环。

固态电池带来变革固态电池以创新的固态电解质技术，为电池领域带来了新的变革。与传统的液体或水性电解液不同，固态电池采用固体电解质，有效降低了锂枝晶形成的风险。此外，固态电池不易燃，还拥有更高的能量密度和更快的充电速度，使其成为未来电池技术的有力候选者。

锂硫电池作为新一代电池技术，凭借其独特的结构和材料组合，成为可持续能源领域的“新星”。锂硫电池在组成上与锂离子电池相似，但阴极材料采用了地壳中含量丰富的硫，在开采过程中资源消耗较少，作为天然气加工和石油精炼的副产品，它的供应也很广泛。锂硫电池的能量密度高达锂离子电池的9倍，意味着它能产生更高的功率。尽管锂硫电池的充电能力尚待提升，但其在电网存储等领域的应用潜力已被广泛认可。外国公司已成功试飞了一架由锂硫电池驱动的无人机，并计划到2027年批量生产强度为锂离子电池2倍的锂硫电池。

还有一些其他的新技术也在不断涌现，比如钠离子电池、铝离子电池等等。这些新型电池技术都具有一定的优势和特点，可以在某些场景下替代锂离子电池。但是需要注意的是，每种电池技术都有自己的局限性和缺点，没有一种完美的解决方案可以适用于所有的情况。

虽然可挑战锂电池地位的新技术有很多，但是目前还没有一种电池类型能够成为替代锂离子电池的全能解决方案。多样化发展的电池技术才是人们所需要的。只有不断地推动技术创新和发展，才能够满足人们对能源存储和转换的需求，推动人类社会的可持续发展。