鋰電子電池在我們生活中無處不在，廣泛應(yīng)用于電池、陶瓷、玻璃、潤滑劑、核工業(yè)以及光電等行業(yè)，隨著時代的發(fā)展，鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上，可以說是最大的應(yīng)用群體。電池行業(yè)已經(jīng)成為鋰最大的消費領(lǐng)域。

 

 

因為鋰的原子量小，所以用鋰作陽極的電池具有很高的能量密度。此外，鋰電池還具有質(zhì)量輕、體積小、壽命長、性能好、無污染等優(yōu)點，因而備受青睞，隨著電動汽車技術(shù)的不斷成熟，鋰電池也將被廣泛應(yīng)用到汽車行業(yè)。但與此同時，也存在一個問題。鋰是一種有限資源，由于目前嚴(yán)重供不應(yīng)求，而且需求還在不斷增長，所以價格非常昂貴，并且很快就會變得不切實際。那么尋找鋰電池的替代品就十分重要，現(xiàn)在科學(xué)家將目光放在了鈉身上，那鈉離子電池怎么樣？將來會取代鋰電池商用嗎？

 

 

鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當(dāng)對重量和能量密度要求不高時，鈉離子電池是一種劃算的替代品，研究人員將這種特定的材料定位商業(yè)機(jī)密，研究員指出：“其能量密度可與磷酸鐵鋰等鋰離子電池相匹敵”。

 

 

既然鈉電池有這么多的好處，那為什么我們沒有早點使用它？事實上，鈉還并不能完全取代鋰電池，鈉離子的尺寸更大，并且其化學(xué)性質(zhì)與鋰也不完全相同。由于目前用于制造鋰離子電池的材料并不適用于鈉，因此在鋰被取代之前，我們需要在電池制造技術(shù)的某些方面進(jìn)行革新。而好消息是，日本名古屋工業(yè)大學(xué)的研究人員正在致力于此，他們已經(jīng)證明，當(dāng)一種名叫Na2V3O7的特定化合物與鈉搭配時，展現(xiàn)出了令人滿意的電化學(xué)性能，而且其晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)也與鈉相容。更棒的是，用這種材料制成的鈉離子電池顯示出了驚人的充電速度：僅約6分鐘。你的手機(jī)有這么快充滿過電嗎？

 

 

2018年12月，南京理工大學(xué)夏暉教授與中外團(tuán)隊合作，首創(chuàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)控方法，在錳基正極材料研究方面取得重要進(jìn)展，使低成本鈉離子電池有望取代鋰離子電池，在鈉電池取代鋰電池之前，科學(xué)家們還有一些路要走，其中最大的問題是：研究人員發(fā)現(xiàn)Na2V3O7在最終充電階段會發(fā)生劣變，這會極大地限制其實際存儲容量。這是一個大問題，但科學(xué)家們樂觀地認(rèn)為他們可以通過更多的研究來克服這個問題。在將來，如果鈉電池取代了鋰電池，鋰電池將會變成歷史遺物。