我国电池技术突破或挑战锂离子电池主导地位

钱伯章 2026-05-19

中国研究人员开发出可超 6000 次充放电且容量无明显损失的全铁液流电池，采用低成本材料和水基电解液。此外，中国在钠离子电池创新领先，宁德时代计划大规模生产。二者有望成锂离子电池替代品。

中国研究人员开发出一种全铁液流电池，可进行超过6000次充放电循环，且容量无明显损失。

由于材料成本较低且减少了对锂和钴的依赖，钠离子电池在中国越来越受欢迎。

替代电池技术有望提高可再生能源存储系统的可持续性和经济性。 Alternative

研究人员一直在探索使用不同技术来改进电池存储，以加快可再生能源的部署并减少对化石燃料的依赖。虽然锂离子电池在支持大规模能源存储方面具有巨大潜力，但其对锂的严重依赖促使全球研究人员探索其他途径，以使电池存储更便宜、更可持续。

电池一直是可再生能源推广过程中的关键部件，用于支持风能和太阳能等间歇性能源。当风不吹、太阳不照时，电池储存的能量会供应电网。锂离子电池是最受欢迎的储能形式，近年来全球各地的企业都在大力投资将大规模电池储能纳入项目，以提高其可靠性并减少对化石燃料的依赖。

然而，锂离子电池存在诸多缺陷，对人类和地球都产生了严重的影响。锂是一种有限的资源，这意味着我们不能永远依赖锂离子电池，必须投资于回收利用，以使锂的使用更具可持续性。

全球约三分之一的锂来自阿根廷和智利的盐滩。然而，在这些本就干旱的地区开采锂需要大量用水。与此同时，全球约70%的钴来自刚果民主共和国，而该国采矿业的扩张导致了更多童工现象和不安全的工作环境。

锂离子电池的局限性促使研究人员探索更可持续的替代品，近期的一些突破表明，在未来的能源项目中，有可能使用更广泛的电池类型。

中国研究人员在生产一种替代型碱性全铁液流电池方面取得了重大进展，该电池采用低成本、储量丰富的材料以及不会爆炸的水基电解液制成。据发表在《先进能源材料》杂志上的一份报告称，这种电池能够进行超过6000次充放电循环，且容量无明显衰减，相当于每天使用约16年。

由于铁是地球上含量最丰富的元素之一，中国科学院金属研究所的研究团队希望这种电池能为锂离子电池提供一种更可持续、更长期的替代品。此外，铁的价格远低于锂矿石，大约低80倍。液流电池通过外部储罐中的液体电解质在电池堆中循环流动来工作。要增加容量，企业只需建造更大的储罐即可，这对风能和太阳能生产商极具吸引力，不过这也意味着这种电池无法用于小型电子产品。

尽管科学家们多年来一直在探索全铁液流电池的潜力，但此前一直未能克服诸如性能退化、可逆性差以及电解质交叉等问题，即活性物质通过隔膜迁移，逐渐削弱电池性能。

中国研究人员从分子层面重新设计了负极电解质以解决这一问题。在实验室条件下测试新设计已取得积极成果；不过，该电池还需在实际环境中进行测试，以确定其性能是否依然出色。目前尚未有试点项目计划的相关报道，不过初步进展表明，这可能很快就会有。

另一种前景广阔的技术是钠离子电池。钠也比锂便宜得多且储量丰富。虽然同等大小和重量的钠离子电池储存的能量会少一些，但如果它们能比锂离子电池便宜很多，那么在某些行业和技术应用中可能会很有用。

中国在钠离子电池创新方面处于领先地位，中国的汽车制造商是全球首批推出钠离子电池汽车的企业，不过其续航里程有限仍是面临的一大挑战。然而，2025年4月，全球最大的电池制造商、中国公司宁德时代宣布，计划以新品牌“钠钾”（Naxtra）大规模生产用于重型卡车和汽车的钠离子电池。

本文系“流程工业”首发，未经授权不得转载。责任编辑：胡静，审核人：李峥