鈉離子電池中，鈉離子可附著在肌醇上，而肌醇是一種常見(jiàn)的化合物，可從米糠或玉米加工過(guò)程中的液體副產(chǎn)物中提取。鈉離子和肌醇的新結(jié)合顯著改善鈉基電池的離子循環(huán)，使離子能更加有效地從陰極移動(dòng)穿過(guò)電解質(zhì)到磷陽(yáng)極，繼而出現(xiàn)更強(qiáng)的電流。

既然鈉電池有這么多的好處，那為何我們沒(méi)有早點(diǎn)使用它？事實(shí)上，鈉還并不能完全取代鋰離子電池，鈉離子的尺寸更大，并且其化學(xué)性質(zhì)與鋰也不完全相同。由于目前用于制造鋰離子電池的材料并不適用于鈉，因此在鋰被取代之前，我們要在電池制造技術(shù)的某些方面進(jìn)行革新。而好消息是，日本名古屋工業(yè)大學(xué)的研究人員正在致力于此，他們已經(jīng)證明，當(dāng)一種名叫Na2V3O7的特定化合物與鈉搭配時(shí)，展現(xiàn)出了令人滿(mǎn)意的電化學(xué)性能，而且其晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)也與鈉相容。更棒的是，用這種材料制成的鈉離子電池顯示出了驚人的充電速度：僅約6分鐘。你的手機(jī)有這么快充滿(mǎn)過(guò)電嗎？

這種新型電池里的鈉與一種叫做肌醇的化合物結(jié)合在一起，這是一種在家用產(chǎn)品中常見(jiàn)的有機(jī)化合物，包括嬰兒配方奶粉。正如鈉的含量比鋰要豐富得多，米糠醇很容易從米糠中提煉出來(lái)，也可以在玉米加工過(guò)程中出現(xiàn)的副產(chǎn)品中找到。這將有助于確保材料收集具有成本效益。

這種新型的材料使用了全新的思路，大大提升了鈉離子電池的性能其循環(huán)電池容量達(dá)到了484mAh/g，陰極能量密度更是高達(dá)726Wh/kg。更加令人矚目的是，由于地球上鈉的儲(chǔ)量極為豐富，鈉離子電池陰極材料開(kāi)采、生產(chǎn)成本僅為鋰離子電池的1/100，從而將鈉離子電池的整體成本控制到鋰離子電池的80%左右。這一突破性的技術(shù)進(jìn)展，讓人類(lèi)在大規(guī)模能源儲(chǔ)存的道路上再一次邁出堅(jiān)實(shí)的一步。

新能源汽車(chē)的技術(shù)核心在鋰離子電池，不過(guò)現(xiàn)在有一種鈉基電池，可以用更低的價(jià)格存儲(chǔ)和最新鋰離子電池相同的能量。材料價(jià)格占據(jù)電池價(jià)格的四分之一，鋰的成本高達(dá)15000美元/噸，而鈉只要150美元/噸。

鈉基和鉀基電池面對(duì)的最大障礙之一是它們會(huì)更快地衰變和退化，且能量密度比鋰離子電池更低。但情況并非總是如此。研究人員在研究了鋰離子、鈉離子和鉀離子與硫化鐵粒子的反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)：鈉和鉀與硫化鐵在反應(yīng)過(guò)程中更加穩(wěn)定，這表明基于鈉或鉀的電池壽命可能比預(yù)期長(zhǎng)得多。

隨著全球?qū)︿囯x子電池的需求不斷新增，鋰礦的開(kāi)采供不應(yīng)求，價(jià)格也水漲船高。隨著儲(chǔ)量的消耗，其價(jià)格可能進(jìn)一步攀升。為了滿(mǎn)足現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)量需求，世界范圍內(nèi)各個(gè)礦場(chǎng)的產(chǎn)量都已經(jīng)被逼到了極限，再新增產(chǎn)量十分困難。