美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站2月10日發(fā)表題為《用于制造更環(huán)保、更安全電池的新型電解質(zhì)》的文章，文章認(rèn)為，鈉電池或可替代鋰電池。全文摘編如下：

電池技術(shù)的未來(lái)在于鈉。相比目前為大多數(shù)設(shè)備和車(chē)輛提供動(dòng)力的鋰，鈉更可持續(xù)，而地球表面的鈉儲(chǔ)量也很豐富。唯一的問(wèn)題是，它的離子在傳統(tǒng)電池的液態(tài)電解質(zhì)中無(wú)法輕易移動(dòng)，從而使其效率低于鋰。因此，解決之道在于開(kāi)發(fā)固體電解質(zhì)。日內(nèi)瓦大學(xué)的一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)成功地應(yīng)對(duì)了這一挑戰(zhàn)，它采用的方法是修改由碳、硼和氫組成的一種材料的晶體結(jié)構(gòu)。該研究小組還確定了應(yīng)用于電池的理想壓力，使其能有效運(yùn)行。這些研究結(jié)果可以在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的《應(yīng)用材料與界面》，以及《先進(jìn)材料·相互作用》雜志上讀到。

20世紀(jì)90年代初引入市場(chǎng)的鋰離子電池現(xiàn)在為大多數(shù)電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力。然而，它們存在兩大缺點(diǎn)。它們所含的液體電解質(zhì)——可以讓正離子在電池的兩個(gè)電極之間流動(dòng)——具有很高的易燃性。如果出現(xiàn)泄漏，它會(huì)與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，從而給使用者帶來(lái)重大危害。鋰的供應(yīng)也存在問(wèn)題。鋰在全球分布不均。同石油一樣，它占據(jù)了重大地緣政治問(wèn)題的核心。

一種替代電池就是鈉電池。這種化學(xué)元素在陸地和海洋中都很豐富，而且比鋰便宜。它還更容易回收利用。然而，對(duì)它的使用并不多。日內(nèi)瓦大學(xué)理學(xué)院晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究人員法布里齊奧·穆?tīng)栙Z說(shuō)：“生產(chǎn)這種電池所使用的技術(shù)與鋰電池不同。業(yè)界尚不愿意采用這種較不熟悉的技術(shù)。”

由于鈉比鋰重，其離子在液態(tài)電解質(zhì)中的移動(dòng)也較不容易。解決辦法是設(shè)計(jì)一種不易燃的固體電解質(zhì)。然而，迄今為止人們開(kāi)發(fā)的這類(lèi)電解質(zhì)——由硼和氫構(gòu)成——還無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋰電池的性能。日內(nèi)瓦大學(xué)晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)室近期進(jìn)行的兩項(xiàng)研究——由拉多萬(wàn)·塞爾尼教授領(lǐng)導(dǎo)——已經(jīng)成功地解決了相關(guān)問(wèn)題。

第一項(xiàng)研究發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的《應(yīng)用材料與界面》上。研究人員開(kāi)發(fā)了一種高效材料：NaCB11H12。塞爾尼解釋說(shuō)：“最初，這種用于核醫(yī)學(xué)的材料是不導(dǎo)電的。通過(guò)改變其晶體結(jié)構(gòu)——更準(zhǔn)確地說(shuō)是改變?cè)拥目臻g排列，我們成功地使其具備了導(dǎo)電性，這使其成為目前最有效的運(yùn)送鈉離子的手段。”為了實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果，該研究團(tuán)隊(duì)讓這種化合物在一個(gè)球磨機(jī)內(nèi)承受高能沖擊，從而產(chǎn)生高溫。這是一種在水泥行業(yè)廣泛使用的高能效方法。

第二項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)材料·相互作用》雜志上。該研究項(xiàng)目則涉及將這種材料置于工作環(huán)境中。電池要工作，電解質(zhì)，無(wú)論是液體還是固體，必須與電池的正負(fù)電極密切接觸。因此，必須把它牢牢地控制在電池內(nèi)。曾在該晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任博士后研究員的馬泰奧·布里吉解釋說(shuō)：“為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須通過(guò)螺絲或彈簧施加壓力。我們尋找了作用于我們的固體電解質(zhì)的理想‘力量’。”研究表明，這應(yīng)該是大約400個(gè)大氣壓，相當(dāng)于水下4000米處的壓力。這個(gè)壓力轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈螺絲就可輕易實(shí)現(xiàn)。

這些發(fā)現(xiàn)為較輕松地生產(chǎn)鈉電池掃清了道路，在汽車(chē)行業(yè)尤其如此。穆?tīng)栙Z說(shuō)：“由于這些電池的重量略重，它們可以主要用于為汽車(chē)提供動(dòng)力。制造它們的成本效益還有待評(píng)估，但現(xiàn)在重要的是，業(yè)界要認(rèn)識(shí)到，我們發(fā)現(xiàn)的這種材料真的很有趣。”

關(guān)鍵詞： 鈉電池替代鋰電池方案 電池技術(shù) 電動(dòng)汽車(chē) 新能源汽車(chē)