2019年的諾貝爾化學獎頒給了“鋰電池三傑”，以肯定他們“創造了一個可充電的世界”。

但在鋰電池之後，誰能成為合格的“繼任者”？

許多科學家把目光聚焦在鈉離子電池身上。

不久前公佈的“第17屆中國女科學家”獲獎名單中，一位“鈉離子電池”研究者就榜上有名。

她正是我國新型高效儲能材料及器件的代表人物之一——中國科學技術大學教授，餘彥。

餘彥

鋰電池不吃香了？

人們一邊享受著鋰電池帶來的便利，一邊琢磨著怎麼把鋰電池淘汰——這個聽上去有些“渣男”的行徑，說到底，是一種無奈之舉。

鋰電池之所以“橫行”電池界多年，甚至拿下“一哥”位置，和它自身的優勢分不開。

續航能力強、使用壽命長，拿下了這兩個消費者最關心的點，幾乎已經讓它立於不敗之地；再加上鋰電池化學性質穩定，即便處於廢舊狀態，對環境造成的危害都很小……在這些優點面前，讓人想不選它都很難。

那麼，為什麼我們又要找鋰電池的替代品呢？

這主要還是出於成本考慮。

目前許多新能源汽車選用的都是鋰電池

事實上，用於鋰電池生產的核心原材料——碳酸鋰的價格一直在上漲。

最新資料顯示，7月18日電池級碳酸鋰的報價已經達到47萬元/噸，較今年年初的31。15萬元/噸上漲超過50%。

而在搭載磷酸鐵鋰電池的整車及搭載三元電池的整車中，鋰資源成本佔比分別為8。42%、7。89%。據測算，鋰價每噸每漲10萬元，搭載磷酸鐵鋰電池整車成本上升3807元；搭載三元電池整車成本上升5363元。

在這樣的大背景下，化學性質相近、原材料更好獲取、製備成本更低的“鈉離子電池”，自然成為“替代品”的首選物件。

據有關資料，鈉離子電池正極材料的成本僅是鋰電池的40%左右。

只要攻克了鈉離子電池的相關技術，還怕沒有平價電池用？

就這樣，走上鈉離子電池研究之路

餘彥的“鈉離子電池”研究之路，大致可以追溯到2002年。

那一年，她考入中國科學技術大學，跟著導師研究“二次電池”。

所謂“二次電池”，是相對於我們以前使用的一次性電池來說的。可以充電、可以反覆使用，是“二次電池”最突出的優勢。我們現在用的鋰電池，包括仍在研發的鈉離子電池等，其實都屬於“二次電池”這個大類。

也就是在進行相關研究的時候，讓餘彥發現了鈉離子電池的潛能。

除了化學性質、成本等方面的優勢外，最吸引餘彥的，是鈉離子電池所涉及技術的巨大空間。

直白點來說，各國相關方面的科學家研究了這麼多年，仍沒有完美解決鈉離子電池電量儲存能力不足、迴圈壽命較短的瓶頸問題。

針對這兩個非常明顯的“短板”，有些人覺得應該進一步提高鈉離子電池的能量密度，也有人覺得，不一定要讓鈉離子電池完全替代鋰電池，可以先從對能量需求不那麼高的領域做部分替代……

正是這些不同的觀點，讓餘彥意識到，她能在這個領域發揮的，還有很多。

補齊短板，就要多管齊下

餘彥是研究材料化學出身的，在確定了“高效能鈉離子電池電極材料及器件”研究方向後，她和團隊，一直想找到一個新的思路，來整體提升鈉離子電池的效能。

鈉離子電池主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液構成。

“單打獨鬥”是做不下來的，餘彥覺得，要想整體提升鈉離子電池的效能，就得依靠“組合拳”——針對正極材料，她和團隊成功揭示了電極材料“離子、電子、電荷傳輸協同增強”機制；面對負極材料，他們則提出了多相多尺度協同調控電極材料導電性、離子傳輸效率及體積效應的策略。

而在鈉離子電池器件效能的最佳化上，餘彥還進一步提出電解液輔助的鈉離子嵌入策略，從而研製出整體壽命長、迴圈次數多、使用效率高的“鈉離子電池柔性全電池”和“鈉離子電池安時級軟包電池”。目前，他們已經和業內多家公司進行了交流，為推進儲能電池產業化發展做努力。

2021年7月，國內廠商寧德時代就用一場僅有10分鐘的直播發布了其研發的第一代鈉離子電池，並表示在2023年將實現產業化。而國內其他的電池龍頭企業，如鵬輝能源、容百科技、長遠鋰科也早已將鈉離子電池的研發提上日程。

餘彥曾說：“科技創新絕不僅僅是實驗室裡的研究，而是要轉化為推動經濟社會發展的現實動力，為老百姓提供更加便捷和美好的生活，這是科研人員的使命。”

不論是誰率先將鈉離子電池推向市場，都將無疑開創一個新的時代。