如今各種鋰電池已經(jīng)成為日常生活里必不可少的設(shè)備,，無(wú)論是手機(jī)、電腦,、可穿戴設(shè)備還是新能源汽車(chē),，它的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。但隨之而來(lái)的是外界對(duì)鋰電池資源的擔(dān)憂(yōu),，尤其是今年以來(lái)鋰電池相關(guān)原材料價(jià)格出現(xiàn)飛漲,，逼迫各國(guó)紛紛加快布局“后鋰電池”時(shí)代。

　　多國(guó)押注鎂電池《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站20日以《鋰電池何時(shí)被超越,？》為題報(bào)道稱(chēng),，英國(guó)劍橋大學(xué)、丹麥及以色列的知名工科大學(xué)以及德國(guó),、西班牙的研究機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)“E-Magic”在歐盟的資金支持下，正以2030年為目標(biāo),，加快開(kāi)發(fā)突破性的高容量,、環(huán)保性更好的鎂電池和鋅電池。

　　報(bào)道稱(chēng),，鋰電池最早在20世紀(jì)90年代開(kāi)始由日本索尼公司實(shí)現(xiàn)商用化,，它比之前的鎳氫電池,、鉛酸電池能存儲(chǔ)更多電能，如今已經(jīng)在新能源汽車(chē),、個(gè)人電腦,、智能手機(jī)等產(chǎn)品上得到普及，相關(guān)研究還在2019年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。但鋰電池的最大缺點(diǎn)就是成本高,。報(bào)道舉例稱(chēng)，如果將鋰電池作為大規(guī)模儲(chǔ)存太陽(yáng)能或風(fēng)能等可再生能源的儲(chǔ)能電池,，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的資料顯示,，想將其成本降到跟水力發(fā)電相當(dāng)?shù)拿壳邥r(shí)2.3萬(wàn)日元的水平“是白日做夢(mèng)”。

　　因此“后鋰電池”時(shí)代的主要目標(biāo)是壓縮成本和提高耐用性,?！癊-Magic”瞄準(zhǔn)了成本更低的鎂電池。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。目前實(shí)驗(yàn)室的鎂電池已經(jīng)能反復(fù)充放電超過(guò)500次,。研究人員將致力于改進(jìn)電解液及開(kāi)發(fā)新的電極材料,。同時(shí)豐田的北美研究所和美國(guó)休斯敦大學(xué)也在開(kāi)發(fā)新型鎂電池，它的電極正極材料采用有機(jī)化合物,，電解質(zhì)采用硼,。雖然這種鎂電池目前只能充放電200次，但研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)“已經(jīng)找到了開(kāi)發(fā)出高穩(wěn)定性,、高性能電池的方向”,。

　　除了鎂電池外，報(bào)道提到日本東北大學(xué)的小林弘明助教和本間格教授也在開(kāi)發(fā)新型鋅電池,，他們用水溶液取代有機(jī)溶劑作為電解液,，降低了火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)，由于其成本低,，未來(lái)有望用于儲(chǔ)蓄可再生能源電力,。

　　替代技術(shù)尚不成熟

　　真鋰研究首席分析師墨柯21日接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，就當(dāng)前正在發(fā)展的鋰電池替代技術(shù)而言,，除了日本媒體提到的鎂電池,、鋅電池，還有相對(duì)更成熟的鈉電池,。事實(shí)上,，鈉離子電池和鋰離子電池均起源于上世紀(jì)70年代，它們的工作原理也高度相似,。只是受制于沒(méi)有合適的電極材料,，鈉電池一直到2000年之后才取得突破,。當(dāng)前技術(shù)最先進(jìn)的鈉電池是中國(guó)寧德時(shí)代今年7月發(fā)布的，具備全球最高的能量密度（160Wh/kg）和超快充特性（15分鐘可充電80%）,。預(yù)計(jì)寧德時(shí)代下一代鈉電池能量密度可突破200Wh/kg,；計(jì)劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

　　墨柯認(rèn)為,，從目前的發(fā)展情況來(lái)看,，無(wú)論是鎂電池、鋅電池還是鈉電池,，其成熟度距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有相當(dāng)差距,，甚至只是處于實(shí)驗(yàn)室階段，性能也有不少缺陷,。他表示,，外界對(duì)于這些鋰電池替代技術(shù)如此熱心，核心原因不在于它們的性能更好,，而是資源更豐富,、原材料價(jià)格更便宜。

　　正如《日本經(jīng)濟(jì)新聞》提到的,，鋰電池原材料——鋰,、鎳、鈷的產(chǎn)地分布極度不均,。相關(guān)資料顯示,，近80%鋰資源產(chǎn)量主要集中在美洲四湖以及澳洲六礦，中國(guó)需要的鋰資源80%以上都要靠進(jìn)口,；鎳資源多數(shù)集中在印尼,、澳大利亞、巴西,、俄羅斯,、古巴和菲律賓等地區(qū)，這六國(guó)的鎳儲(chǔ)量占比全球儲(chǔ)量近78%,；全球已探明鈷資源由約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?jī)H有8600萬(wàn)噸,，而鈉在地殼中的儲(chǔ)量為2.74%，僅中國(guó)柴達(dá)木盆地的鈉鹽儲(chǔ)量就達(dá)到3216億噸。

　　但另一方面,，鎂電池和鋅電池在技術(shù)和材料上仍有相當(dāng)多障礙有待克服，目前還沒(méi)有找到比較合適的電極材料,，更談不上大規(guī)模應(yīng)用,。墨柯預(yù)測(cè)，考慮到一項(xiàng)新技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研制到量產(chǎn)再到大規(guī)模應(yīng)用的過(guò)程,，這些替代技術(shù)可能需要等待二三十年才能發(fā)展成熟,。他還表示，即便是相對(duì)成熟的鈉電池,，由于鈉離子半徑和體積相對(duì)較大,，因此在能量密度提升上受到限制，可能更適合儲(chǔ)能電池,、二輪電動(dòng)車(chē)等對(duì)能量密度要求不高的領(lǐng)域,。寧德時(shí)代透露，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了鈉電池和鋰電池共用的體系,，彼此可以“取長(zhǎng)補(bǔ)短”,。

　　鋰電池還可以再“挖潛”

　　如果鋰電池在短時(shí)間內(nèi)還難以被取代，那么它的未來(lái)又如何呢,？墨柯認(rèn)為,，今年以來(lái)鋰電池相關(guān)原材料價(jià)格的飛漲存在人為炒作的成分，單就鋰資源的儲(chǔ)備量而言,，雖然遠(yuǎn)不如鈉鎂鋅,，但在未來(lái)三五十年內(nèi)是絕對(duì)夠用的。

　　同時(shí)鋰電池的潛力還遠(yuǎn)沒(méi)有被挖掘干凈,。墨柯表示,，鋰電池理論能量密度最高可達(dá)到700Wh/kg，目前高鎳811電池（即電池正極材料中鎳占比80%,、鈷占比10%,、錳占比10%）的能量密度能達(dá)到260-270Wh/kg，而日韓頭部電池企業(yè)在2021年都推出鎳含量在90%以上超高鎳電池產(chǎn)品,，再加上負(fù)極采用硅碳材料,，有望將能量密度提高到400Wh/kg，相當(dāng)于鋰電池的儲(chǔ)電能力提升了50%,。此外,，多國(guó)還在研究將鋰電池的液態(tài)電解液替換為固體電解質(zhì)，可以同時(shí)提高其能量密度和安全性,。