新型電池,不止一條賽道(延伸閱讀)
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當前,液態鋰離子電池因為能量密度較高、循環壽命長、產業成熟等優勢,是應用的主流。但仍存在成本高、安全性不足、環境適用性差等痛點。全球新型電池技術正從“單一鋰電路線”走向“多元技術矩陣”。在科研界和產業界,多條技術路徑正在並行競逐,它們各有側重,共同勾勒出“更安全、更持久、更經濟”的儲能未來。
其中,固態、准固態鋰電池被視為下一代高端動力的主攻方向。它的邏輯是用本征不可燃的固態電解質,替代傳統鋰離子電池中易燃的有機電解液,從根本上提升安全性。同時,這種設計能夠適配金屬鋰負極、富鋰錳基正極等高比容量活性材料,有望同時突破安全與能量密度的天花板。
鈉離子電池則是另一條快速崛起的路徑。鈉資源在地殼中的豐度遠高於鋰,且分布廣泛,這使得鈉離子電池在原材料端具備顯著的成本優勢,其生產制造設備與現有鋰離子電池產線高度兼容,但能量密度仍偏低。因此,鈉離子電池的主打戰場是儲能電站和低速電動車等領域,扮演著“成本補位”的重要角色。
對於追求極致安全的場景,鋅等新型水系電池提供了重要補充。這類電池採用水系電解液,規避了燃燒爆炸的風險。而鋰硫電池則另辟蹊徑,利用硫的超高理論比容量,瞄准對能量密度有極端要求的特種應用場景。
在長時儲能領域,液流電池展現出獨特優勢。以全釩液流電池為例,它將能量存儲與功率輸出解耦,通過外置的電解液儲罐來輕鬆擴容,適合大規模、長時間的電網級儲能。此外,金屬—空氣電池也備受關注,它以鋰、鋅、鋁等金屬為負極,直接利用空氣中的氧氣作為正極活性物質,理論能量密度極高,但目前技術尚不成熟,正極催化劑和能量效率提升仍是攻關的重點。
目前准固態鋰電池、鈉離子電池和液流電池的發展相對較快,因為它們的技術更為成熟,成本優勢逐漸顯現,也吸引了大量的資本投入。相比之下,鋰硫電池、金屬—空氣電池等仍處於實驗室研發或示范階段,距離大規模商業化還有較長距離。
電池很難產生“全能冠軍”,本質上是在能量密度、安全、成本、壽命、倍率、溫域等多個指標上做權衡取舍,目前沒有一款電池能同時把所有指標都做到最優。因此,未來的電池發展格局,並非誰取代誰,而是根據不同應用場景的需求,選擇最合適的體系,實現協同演進。
(作者為南開大學化學學院副研究員、博士生導師,本報記者李家鼎採訪整理)
《 人民日報 》( 2026年11月14日 06 版)
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