文|陳根

如今，鋰電池已經(jīng)成為日常生活中必不可少的器件，在許多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，如手機(jī)、電動(dòng)汽車、衛(wèi)星、飛船、水下機(jī)器人等。鋰離子電池之所以廣泛利用，是因?yàn)槠潆妷焊?、自放電小?/span>循環(huán)壽命長、安全性能也較好。

但它的缺點(diǎn)在于價(jià)格昂貴，且隨著人類向可再生能源的發(fā)展，需要一種儲(chǔ)存更多電能的技術(shù)。與此同時(shí)，鋰離子電池的關(guān)鍵材料鋰、鎳、鈷只在少數(shù)幾個(gè)地方找到，且并非全部可用于電池生產(chǎn)。因此，各國紛紛加快布局“后鋰電池”時(shí)代。

近日，英國劍橋大學(xué)、丹麥及以色列的知名工科大學(xué)，以及德國、西班牙的研究機(jī)構(gòu)組成聯(lián)合的團(tuán)隊(duì)E-Magic，將目光投向了鎂。鎂離子可以攜帶2個(gè)正電荷，而鋰離子只能攜帶1個(gè)，因此理論上鎂電池的能量密度可以比鋰電池更大。

       此外，鋰電池原材料——鋰、鎳、鈷的產(chǎn)地分布極度不均勻，近80%鋰資源產(chǎn)量集中在美洲四湖以及澳洲六礦；鎳資源78%集中在印尼、澳大利亞、巴西、俄羅斯、古巴和菲律賓等地區(qū)；全球已探明鈷資源則約51%分布在剛果（金）。

相比之下，鈉、鎂、鋅的儲(chǔ)量要高得多。例如鋰在地殼中的儲(chǔ)量為0.0065%，全球儲(chǔ)量僅有8600萬噸，而鈉在地殼中的儲(chǔ)量為2.74%，僅中國柴達(dá)木盆地的鈉鹽儲(chǔ)量就達(dá)到3216億噸。

但另一方面，鎂電池在技術(shù)和材料上仍有很多障礙有待克服。由于鎂離子體積小、電荷密度大、極化作用強(qiáng)，難以插入到多數(shù)基質(zhì)中去，較難形成嵌入式化合物。因此，可以供選擇的正極材料受限。

      并且鎂與水發(fā)生反應(yīng)，已報(bào)道的電解液體系有格氏試劑的液, MgrhICL-AICL/THFMg(Snphb)2等有機(jī)電解質(zhì)，但是這些有機(jī)電解質(zhì)在充放電的過程中可能會(huì)放出氣體，具有一定安全隱患。結(jié)合這些原因，完全替代鋰電池可能還需要一段路要走。

此前，寧德時(shí)代開發(fā)出第一代鈉離子電池。該電池能量密度達(dá)160Wh/kg，在常溫下充電15分鐘，電量就可達(dá)到80%，鋅電池和鋁電池的開發(fā)也獲得不同進(jìn)展。但總的來說它們的成熟度距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有距離，甚至只是處于實(shí)驗(yàn)室階段。

所以，“后鋰電池”時(shí)代是否到來，什么時(shí)候到來，還需要靜觀其變。