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無“鋰”也不會(huì)寸步難行 新技術(shù)挑戰(zhàn)電池難題
2021年12月08日 09:59:55 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：8999

上世紀(jì)90年代，日本索尼公司開創(chuàng)了鋰電池商業(yè)化生產(chǎn)的先河。而在接下來的30余年里，鋰電池憑借能量密度高、工作電壓大、循環(huán)壽命長、充電速度快、放電功率高、自放電率小、記憶效應(yīng)小和綠色環(huán)保等優(yōu)勢在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用，幫助我們有“鋰”走遍天下。毋容置疑，鋰電池的出現(xiàn)給我們的生活帶來了巨大改變，但現(xiàn)在來看，這種改變似乎還不夠。

　　【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】上世紀(jì)90年代，日本索尼公司開創(chuàng)了鋰電池商業(yè)化生產(chǎn)的先河。而在接下來的30余年里，鋰電池憑借能量密度高、工作電壓大、循環(huán)壽命長、充電速度快、放電功率高、自放電率小、記憶效應(yīng)小和綠色環(huán)保等優(yōu)勢在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用，幫助我們有“鋰”走遍天下。毋容置疑，鋰電池的出現(xiàn)給我們的生活帶來了巨大改變，但現(xiàn)在來看，這種改變似乎還不夠。
 
 
　　鋰電池的誕生可以追溯到20世紀(jì)60年代，這遠(yuǎn)早于其商業(yè)化的時(shí)間，并且其出現(xiàn)不但彌補(bǔ)了鎳氫電池、鉛酸電池在儲(chǔ)電量上的缺陷，更被視為是一種可靠的存儲(chǔ)太陽能和風(fēng)能的載體，被認(rèn)為是打開無化石燃料時(shí)代的一把鑰匙。但是這把鑰匙可能并不是那么理想，一個(gè)缺陷限制了鋰電池的進(jìn)一步發(fā)展——成本。
 
　　盡管，在如今這個(gè)電子產(chǎn)品普及的年代，鋰電池覆蓋率已經(jīng)非常高，但如果仔細(xì)觀察便會(huì)發(fā)現(xiàn)，鋰電池的普及度其實(shí)依舊限制在中小型電池領(lǐng)域，甚至在許多場合還無法替代鉛蓄電池的地位，這和鋰電池的材料在地球的儲(chǔ)備量有很大的關(guān)聯(lián)。
 
　　鋰電池的主要材料為鋰、鎳、鈷，而根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，鋰在地殼中的儲(chǔ)量為0.0065%，并且其中的礦藏并非都能用于生產(chǎn)使用，實(shí)際可開發(fā)儲(chǔ)量以目前的技術(shù)來說僅有8600萬噸。此外，鎳在地殼中含量為0.018%，鈷在地殼中含量為0.0023%。因此，說鋰電池原材料儲(chǔ)備稀缺也沒什么問題。以此同時(shí)，儲(chǔ)量稀少也直接導(dǎo)致了電池原材料價(jià)格的居高不下，這樣一來一去，鋰電池的生產(chǎn)成本也就高了。甚至，除開價(jià)格，我們還需要擔(dān)心未來出現(xiàn)無“鋰”可用的情況出現(xiàn)。
 
　　不過這個(gè)問題并沒有限制儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。事實(shí)上，面對(duì)鋰電池在儲(chǔ)量以及后續(xù)發(fā)展上面臨的巨大難題，科學(xué)家已經(jīng)有了新的發(fā)展方向，并且開始投入技術(shù)與精力。而其中受關(guān)注程度頗高的便是鎂、鋅、鈉等元素。不同于鋰、鎳、鈷等金屬元素，鎂、鋅、鈉在地球中的產(chǎn)量非常豐富，例如鈉在地殼中的儲(chǔ)量為2.74%，鎂在地殼中的含量更是高達(dá)13.9%。此外，鈉的獲取也非常簡單，并且從材料本身來說，也不會(huì)遇到材料提取的難題。
 
　　目前已經(jīng)有不少機(jī)構(gòu)在這類特殊電池的研究上收獲了一定的成果，像美國休斯頓大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)就正在攻克高能量鎂電池；日本東京都立大學(xué)同樣在挖掘并嘗試解決鎂電池的產(chǎn)能問題；日本東北大學(xué)團(tuán)隊(duì)則在研究新型鋅離子電池溶劑的選擇以及解決其安全使用上的問題。值得一提的是，我國已經(jīng)發(fā)布了一款在能量密度和超快充特性上有所突破的鈉電池，并有望在2023年投入基本產(chǎn)業(yè)鏈。
 
　　這些新的電池思路很有可能保證我們在無“鋰”時(shí)也不會(huì)寸步難行，不過電池的發(fā)展并非在完全否決現(xiàn)有的成熟技術(shù)。事實(shí)上，無論是鎂電池、鋅電池還是鈉電池，發(fā)展都是一個(gè)漫長的過程，他們誕生之后也會(huì)有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。而在技術(shù)發(fā)展過程中，鋰電池也會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)的提升而實(shí)現(xiàn)突破?；蛟S未來點(diǎn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，各種不同類型的電池將會(huì)共同作用，共筑美好明天。
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