瑞士擬用鈉鎂材料替代鋰開發蓄電池

鋰電池目前已獲得廣泛應用，但其具有明顯的缺點，一是含鋰的材料來源有限，二是目前鋰電池中使用可燃的液態電解液，易燃易爆，安全風險較大。在瑞士國家科研基金會的支持下，瑞士聯邦材料研究所、日內瓦大學、保羅謝爾研究所自2015年起聯合展開了一項科研項目，嘗試用鈉鎂材料替代鋰開發蓄電池，取得階段性成果。

科研團隊提出一種全固體蓄電池設計，電池中使用的是固體電解質而不是一般常用的液態電解質，這種固態電解質是具有晶體結構的含鈉離子或鎂離子的化合物，鈉離子和鎂離子可在其中運動，由帶正電荷的離子在電池電極間的運動實現電子的轉移產生電流。

根據實驗結果，在常溫（攝氏20度）下，鈉離子即可在固體電解質中運動，而且固體電解質不會燃燒，并在攝氏300度環境下仍保持化學穩定性，因此安全性大大增加。因鈉元素材料的來源廣泛，與鋰材料相比幾乎是無限的。雖然鈉材料制成的電池儲存電能的密度比鋰電池小，但在對儲能單元體積要求不高的場合仍具有替代鋰電池的可能，因此這一結果具有很重要的應用價值。

針對鎂材料開發的固體電解質也具有良好性能，鎂離子在攝氏70度條件下可在其中運動。相比早期的一些研究結果，獲得同樣的導電性能需要攝氏400度的條件，科研人員認為是在正確的方向上取得了重大進步，展示了進一步改進的潛力和可行性?？紤]到鎂離子比鋰離子攜帶的電荷多一倍，材料來源較多，化學穩定性更好，用鎂取代鋰作為電池材料具有更加誘人的前景。