如今，锂电池已经成为日常生活中不可或缺的设备，广泛应用于手机、电脑、可穿戴设备、新能源汽车等领域，锂在世界各地几乎无处不在。但锂电池也有明显的缺点，比如生产锂电池的原材料成本高、储量小等。
相应地，世界各国政府和企业都在加速为“后锂电池”时代做准备，比如欧洲一些机构致力于开发镁电池和锌电池，宁德时代则推出了钠电池。正如《日本经济新闻》杂志网站近日报道指出，全锂电池替代品竞赛已经打响！
锂电池价格昂贵
锂电池诞生于20世纪60年代，20世纪90年代由日本索尼公司开始商业化，与“前身”镍氢电池和铅酸电池相比，锂电池可以储存更多的电量，现在已开始普及到家庭。它广泛应用于新能源汽车、个人电脑、智能手机等多种产品，还可以储存太阳能和风能，使没有化石燃料的世界成为可能。
考虑到锂电池对人类的贡献，三位“锂电池之父”荣获2019年诺贝尔化学，锂电池成为当今电池行业的“明星”。
然而，锂电池最大的缺点是价格昂贵。仅在智能手机上使用还可以，但如果需要大规模储存电力，则需要相应大容量的电池。日本经济产业省的数据显示，希望锂电池储能系统的储能成本达到抽水蓄能电站的水平，23万日元/kW，根本就是幻想。
此外，锂电池原材料锂、镍、钴的产地分布极不均匀，不可能利用全所有的锂、钴矿产储量进行生产。地壳中的锂储量为00065，全储量仅为8600万吨，相比之下，钠、镁、锌的储量要高得多。地壳钠储量为274吨，我国柴达木盆地钠盐储量高达3216亿吨，地壳镁含量高达139吨。
候选因素有希望
因此，科学家们将注意力转向了镁、锌、钠等元素。
例如，英国剑桥大学、丹麦、以色列著名理工大学以及德国、西班牙研究机构联合启动了名为“欧盟镁互动电池社区”的研究项目。这个为期四年的前瞻性项目由欧盟(EU)资助，旨在开发能量密度超过1,000Wh/L的环保可充电镁电池。
研究人员表示，这些电池采用金属镁作为阴极，由于一个镁离子携带两个电子，因此镁电池的容量比只能携带一个电子的锂离子增加了一倍。可反复充放电500次以上。
2020年，有报道称，休斯敦大学姚燕教授的研究团队和北美丰田研究中心成功开发出一种非常有前景的高能镁电池。可再生能源系统。这种电池可以连续充放电超过200次，但研究团队认为，通过使用有机化合物作为阳极、芘四酮作为阴极，他们找到了更安全、更高性能的镁电池的研究方向。为了实现快速和可逆充电，基于硼簇的弱配位电解质可以在氧化还原过程中更快地移动离子。这种先进的正极和电解液设计将极大地指导镁电池的发展，加速镁电池技术的商业化。
此外，日本东京都立大学的SeishinoKanemura教授开发了一种使用氧化锰作为阳极、镁金属作为阴极的电池。日本经济新闻报道称，虽然镁电池的性能与锂电池相比仍然较低，但其潜力值得探索。未来，研究团队计划重点解决电解液重整题，加强电极材料研究。
锌和镁一样具有吸引力。东北大学HiroakiKobayashi副教授和KatsuraHonma教授开发的新型锌离子电池采用水溶液作为电解质，取代了传统的有机溶剂，降低了电池起火的风险。美国太平洋西北国家实验室和德国明斯特大学的研究人员也合作开发了由锌阳极、天然石墨阴极和双离子盐水溶液组成的“锌金属双离子电池”。
今年7月，中国宁德时代推出了具有全最高能量密度和超快充电特性的钠电池，预计到2023年宁德时代将继续提高钠电池的能量密度并形成基础产业链。
锂电池很容易被敲击。
各种替代技术的研究正在紧锣密鼓地进行，但鉴于目前的发展现状，仍有许多技术和材料题需要解决，例如镁电池、锌电池、钠电池等。例如，镁离子由于尺寸小、电荷密度高和极化强，很难插入大多数基体或形成嵌入化合物。因此，正极材料的选择受到。
考虑到这一点，也有科学家致力于深入挖掘锂电池的潜力，提高锂电池的性能，开发出质量更好的锂电池。
据日本经济新闻报道，日本汤浅公司与关西大学合作，开发出一种采用硫作为正极活性物质的锂硫电池，这种电池的质量能量密度可达到现有电池的两倍左右。锂电池，有。而纯电动汽车用锂电池的质量能量密度约为200300Wh/kg，而新开发的锂硫电池的质量能量密度超过370Wh/kg。
研究人员解释说，虽然相同尺寸的锂硫电池的容量理论上可以是传统锂电池的八倍，但存在导电率低、中间体易溶解于电解液等题。锂硫电池使用微孔碳颗粒可以避免上述两个题。汤浅表示，希望到2023年将锂硫电池的质量能量密度提高到500Wh/kg。
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