原材料無(wú)處不在的鈉離子電池
鋰電池的電極材料鋰（Li）比較稀有，開(kāi)采和精煉成本很高。那么有沒(méi)有可能，在常見(jiàn)的材料里可以找出替代鋰元素的電極材料呢？
鹽（NaCl），聽(tīng)起來(lái)不錯。畢竟地球擁有廣闊的海洋和鹽湖等鈉鹽來(lái)源，如果可以提取鈉作為電極材料，成本將大幅度下降。
下一步，團隊將在磷陽(yáng)極上投入更多精力，以便壓榨出鈉離子電池的更多性能。與鋰離子相比，團隊也希望進(jìn)一步提升鈉離子電池的體積能量密度。這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。
實(shí)際上已經(jīng)有不少企業(yè)在發(fā)力鈉離子電池，比如豐田。
成本只有鋰離子電池1/5的液流電池
有這么一款電池，放電的時(shí)候，會(huì )吸入來(lái)自外界的空氣，而在充電的時(shí)候，它又可以排出空氣，很像人類(lèi)的呼吸。
根據cnBeta.COM的報道，麻省理工學(xué)院的研究人員們，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款可以“呼吸空氣”、長(cháng)期貯存能量的液流電池，且在同等能量密度下，其造價(jià)只有鋰離子電池的 1/5 。
液體可以做電池嗎？來(lái)看一下原理：這款可充電液流電池的特點(diǎn)，是采用了液體的“陰極電解液”’和“陽(yáng)極液”作為電池的兩極，通過(guò)離子的來(lái)回運動(dòng)來(lái)儲存或釋放能量。
其中，溶解在水中的硫作為陽(yáng)極液，含氧液體鹽溶液為陰極電解液。硫、水、鹽材料的成本很低，對于大規模儲能的電網(wǎng)系統來(lái)說(shuō)，成本的削減，才是讓可再生能源普及和長(cháng)期運行的關(guān)鍵。
報道稱(chēng)，這款電池如今只有咖啡杯那么大，如果設計應用到大規模的系統中，預計每千瓦時(shí)的儲能成本可控制在 20~30 美元之間（其它儲能系統的每千瓦時(shí)儲能成本可能高達 100 美元）。下一步研究計劃將是提升電池的效率和工作壽命。
但其實(shí)，液流電池已經(jīng)不是一項新的技術(shù)了，早在上世紀60年代就已經(jīng)出現。
以更多人知曉的全釩液流電池舉個(gè)例子，全球范圍內生產(chǎn)全釩液流電池的企業(yè)主要包括美國UniEnergy Technologies公司、奧地利Gildemeister公司、日本住友電工公司以及中國大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司。
同鋰電池相比，液流電池規?？纱罂尚?，設計靈活、具有可擴展性，從下圖看出，釩液流電池可承受的功率取決于電堆大小，而電量的多少則與儲能罐的大小成正比。而鋰電池卻是固定的大小，規模難以擴大。
外，相對于鋰電池，液流電池的壽命較長(cháng)、可靠性極高，沒(méi)有起火或爆炸隱患，即使遭遇大電流也不會(huì )有什么大問(wèn)題。
然而，液流電池的密度極地，加之此類(lèi)電池呈液態(tài)，因而占地面積大成為其局限性。這么一看，前文所說(shuō)的咖啡杯大小的新款液流電池，是不是會(huì )成為革新性的發(fā)明呢？
使用壽命更長(cháng)充電更快的鋁電池
其實(shí)鋁電池也是一直被人們看好的一項電池技術(shù)，因為其能量密度的潛力很大。但是到目前為止，鋁電池還只是被當做金屬燃料電池使用。
比如美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy曾展示的100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量。鋁電池只在鋰電池電量耗盡后才啟動(dòng)，因此可以用很長(cháng)時(shí)間，期間只需每月加注清水。通常在一年左右達到使用極限后，到服務(wù)站更換充滿(mǎn)電的鋁電池即可。有點(diǎn)像一次性電池。
為什么鋁電池不做充電電池？
一方面是循環(huán)壽命差，一方面是充電速度太慢，不實(shí)用。還有一個(gè)致命缺點(diǎn)是電解液里面的鋁離子不穩定，很容易發(fā)生化學(xué)反應帶來(lái)危險。這些原因使得鋁電池一直未大規模投入使用。
但別灰心,《自然》雜志發(fā)布過(guò)一篇關(guān)于鋁離子電池的研究，稱(chēng)“已經(jīng)看到了新電池的雛形”:
這款鋁離子電池包含兩個(gè)電極，一個(gè)由鋁制成的帶負電陽(yáng)極和一個(gè)帶正電石墨陰極，電解質(zhì)其實(shí)就是室溫下的液態(tài)鹽，研究出的可充電鋁電池可以產(chǎn)生2伏電壓。這比任何鋁電池可以產(chǎn)生的電壓都要高，盡管只有典型鋰電池的一半。
研究人員稱(chēng)，如果改進(jìn)陰極材料應該可以*終增加電壓和能量密度。這樣的話(huà)，鋁電池將成為替代性的新技術(shù)：不昂貴的電極、可靠、高速充電、靈活和較長(cháng)壽命。
看來(lái)，從實(shí)驗室到量產(chǎn)仍舊是一個(gè)很長(cháng)的過(guò)程。理想的電池雛形已經(jīng)有了，鋁比鋰便宜的多，石墨也不貴，接下來(lái)只要鋁電池在能量密度，功率密度等指標追平鋰離子電池，替代的**或將到來(lái)。