目前，鋰電是智能手機(jī)、筆記本電腦和汽車電池的有效成分。但是由于鋰的價(jià)格，研究人員一直在尋找另一種更為豐富的元素來代替鋰。幾家初創(chuàng)公司和已建立的公司已經(jīng)提出了開發(fā)充電電池的想法，其中的活性成分是鈉--鋰在周期表上的鄰居。

除了它的可用性，鈉還有其他幾個(gè)重要的特性 - 其中最重要的是它的抗著火性。 此外，斯坦福大學(xué)研究鈉電池的Minah Lee回憶說：“這是一個(gè)很好的選擇，因?yàn)樗梢詢Υ媾c鋰相當(dāng)?shù)哪芰俊?/p>

現(xiàn)今，許多公司正在開發(fā)鈉電池，其最終目標(biāo)是取代鋰電池。法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）最近宣布成立法國亞眠創(chuàng)業(yè)公司Tiamat，該公司將在2020年前開發(fā)并向市場推出鈉可充電電池。CNRS表示，該電池將被設(shè)計(jì)成廣泛的工業(yè)18650格式。

在美國，創(chuàng)業(yè)公司Aquion剛剛逃脫了破產(chǎn)的窘境。該公司的技術(shù)核心是以高容量鹽水電池為能源儲存。 Aquion最初由Bill Gates和Kleiner Perkins出資1.9億美元，而Juline Titans LCC 7月以916萬美元將其收購。

此外，幾所大學(xué)的研究人員正試圖在鋰電池中使用鈉。這些科學(xué)家的優(yōu)勢在于他們可以使用大型儀器（如加速器）來研究陽極材料及其功能。 邁克爾說：“我們可以很好地了解鈉的實(shí)際去向，無論是在詳細(xì)的原子水平（如何與其他原子結(jié)合）和更大的尺度，以及電極顆粒如何吸收鈉時(shí)都會(huì)發(fā)生變化。 斯坦福大學(xué)負(fù)責(zé)SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室的研究員Michael Toney說。

然而，電力公司和汽車電力系統(tǒng)制造商對鈉電池的接受仍然處于觀望態(tài)度。 目前，他們寧愿堅(jiān)持鋰。 Dosima Research的電池專家David Snydacker說：“當(dāng)今鋰離子電池技術(shù)的成本在各種市場上都非常具有競爭力。 “所以這些新的鈉電池要成功，他們不僅要與傳統(tǒng)技術(shù)競爭，還必須與鋰電池競爭，目前這是一個(gè)很高的要求?！?/p>

一個(gè)尚未解決的問題是找到或創(chuàng)造一個(gè)高容量陽極，即電池的負(fù)極。目前廣泛采用材料是硬碳，這種元素具有特殊的結(jié)構(gòu)，允許在原子空間中存儲鈉離子。“鋰離子電池使用石墨，但這不適用于鈉離子，”托尼說，“相反，我們使用硬碳，這不是最理想的，沒有人真正了解這種材料是什么。

另外，可擴(kuò)展性是一個(gè)重要的因素，Lee說?！拔覀兛梢灾匦抡{(diào)整不同尺寸的電池。 我的電極材料的亮點(diǎn)是其可持續(xù)性。它是以生物質(zhì)為基礎(chǔ)的，所以如果用量更大的話，材料的優(yōu)勢就更加明顯，“Lee說。尋找接受市場的另一個(gè)重要因素是可以用現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)線生產(chǎn)的電池。Lee說：“[鈉電池]的處理應(yīng)該與鋰離子電池的處理非常相似。

所以，鈉電池可能會(huì)使用現(xiàn)有的生產(chǎn)線，但問題是什么時(shí)候？這個(gè)問題的答案是假定鈉電池實(shí)際上是經(jīng)濟(jì)的，但是我們現(xiàn)在還不能確定這點(diǎn)。

雖然與Tiamat相關(guān)的研究人員已經(jīng)將投入生產(chǎn)的最后期限定為2020年，但他們是否會(huì)達(dá)到目標(biāo)還有待觀察?！拔覀冞€有很多工作要做?！狈▏た柎髮W(xué)“儒勒·凡爾納”的Mathieu Morcrette承認(rèn)。

由于鈉相對豐富，鈉作為原料的價(jià)格遠(yuǎn)低于鋰。鈉每噸約150美元，而鋰每噸約15000美元。Snydacker估計(jì)，經(jīng)過改進(jìn)后，由鈉制成的電池比用鋰制成的相同電池便宜5%至10%。但是由于鈉電池的充電容量低于鋰電池，因此鈉電池比較重，需要更多的材料來制造，這比通過用鈉來替代鋰所節(jié)省的成本要高得多。此外，Snydacker認(rèn)為鈉電池的性能會(huì)差一些，最終無法與過去幾十年來鋰電池技術(shù)完美結(jié)合。