鑒于目前新能源電動(dòng)汽車并不良好的續(xù)航里程，人們期待大蓄電量和高輸出功率的新的電池技術(shù)。但是目前的鋰離子電池體系受限于其本身的比能量密度，蓄電量并不出色，不管怎樣充分發(fā)展，都難以滿足社會(huì)對(duì)儲(chǔ)能增長(zhǎng)的需求。

金屬空氣電池，特別是可充電堿金屬（主要是鋰和鈉兩種）空氣電池，由于他們特有的高能量密度（是鋰離子電池的幾倍甚至幾十倍），也就是強(qiáng)大的蓄電量，一直以來(lái)備受關(guān)注，被當(dāng)作未來(lái)新能源汽車的新一代電池。但是目前研制出可供新能源汽車使用的堿金屬空氣電池仍然存在很大的困難，主要原因是：在充電放電的過(guò)程中，鋰和鈉會(huì)發(fā)生大的體積變化，導(dǎo)致電池容量迅速下降；另外由于反應(yīng)生成的氧化鋰或者氧化鈉在電解液中分布不均勻，導(dǎo)致在金屬電極表面不可避免地形成枝晶（俗稱樹(shù)枝狀晶體），導(dǎo)致電池?cái)嚯?，甚至起火爆炸；還有堿金屬-鋰或鈉由于化學(xué)性質(zhì)活潑，會(huì)與電解液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬電極被消耗，電池失效。

近日，來(lái)自中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所，吉林大學(xué)，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，中國(guó)科技大學(xué)，北京特種航天大學(xué)等學(xué)校地聯(lián)合科研小組提出并開(kāi)發(fā)了一種新型的鋰-鈉合金空氣電池。他們基于“堿金屬原子半徑越大，屏蔽效應(yīng)越小”以及“鋰和鈉性質(zhì)相近，具有相近的電解質(zhì)相容性”的原理來(lái)設(shè)計(jì)這種鋰-鈉合金電池。利用DOL（1，3-二氧戊環(huán)）作為電池添加劑來(lái)控制堿金屬在放電充電過(guò)程中的形成的枝晶，體積變化。用耐腐蝕的NaCF3SO3/四乙二醇二甲醚混合液作電解液，通過(guò)調(diào)節(jié)鋰-鈉的比例來(lái)調(diào)控電池的壽命。最終獲得了能夠進(jìn)行137次循環(huán)的電池，這比單一的鈉電極的壽命長(zhǎng)的多。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)（鈉-鋰）摩爾比為6時(shí)，在電解液中的阻抗開(kāi)始小于單獨(dú)的金屬Li（鋰）。在對(duì)該鋰-鈉合金空氣電池進(jìn)行了循環(huán)性能研究和電化學(xué)研究的過(guò)程發(fā)現(xiàn)這種電池表現(xiàn)良好。具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

這項(xiàng)工作證明了鋰合金陽(yáng)極和電解質(zhì)添加劑(DOL)在穩(wěn)定鋰或鈉電鍍/剝離電化學(xué)中的關(guān)鍵作用，同時(shí)也得到了一種能抵抗形成枝晶，抗氧化，無(wú)裂縫的鋰-鈉合金。這種合金空氣電池雖然才剛在實(shí)驗(yàn)室發(fā)展起來(lái)，但是它良好的電化學(xué)性能表明了它的廣泛的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)也為今后的開(kāi)發(fā)雙金屬電池研究提供了一條新的思路。

相信在科學(xué)家們的努力下，新的電池體系將很快被建立起來(lái)，續(xù)航能力強(qiáng)，安全的，滿足各種需要的電池也將會(huì)盡快地進(jìn)入我們地生活為我們所用。而伴隨著新一代電池體系的建立和應(yīng)用，新能源汽車也將大大地普及并最終取代燃油車地位置。