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电池技术|锂电池曾经风靡全球，如今被发现存在弊端，两个问题让人头疼

如今世界上许多国家都在推广新能源生活方式 ， 比如利用新能源发电和供电、采用新能源交通工具等等 。距离我们最近的应该是使用新能源交通工具 ， 平日里叫个网约车就有可能坐上新能源汽车 。虽然名为“新能源汽车” ， 但大多数汽车是电动汽车 ， 如果想要将电动汽车推广开来 ， 需要解决许多问题 ， 比如电池问题 。
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传统燃油汽车加满一箱油后就几乎没有后顾之忧 ， 但是电动汽车驾驶者需要时刻关注汽车的电量 ， 提前找好充电的地方 ， 这反映的是现有的电池容量并不高、充电桩设备建设不完善等问题 。根据外媒报道 ， 近期来自瑞士日内瓦大学的结晶学研究团队在《Cell Reports Physical Science》上发表了研究成果 ， 该研究成果指出了制造固体电解质的方法 。
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那么制造固体电解质与改善电池容量、提高电池表现有什么关系呢？这其中存在密切的联系 ， 因为现在市面上广泛应用的锂电池存在多方面的问题需要克服 。
目前得到广泛应用的锂电池有哪些缺点？
相比起铅酸电池 ， 锂电池拥有质量轻、储电量多的优点 ， 因此锂电池在最近十年成为了人类的“宠儿” 。然而科学研究发现 ， 锂元素依然不是最理想的电池元素 ， 因为它存在两方面问题 。一方面 ， 锂电池内的电解液是易燃物体 。所谓的电解液就是帮助电子和正电荷移动的介质 ， 它的存在帮助了电流的移动 。
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易燃的电解液也是过去国内外出现多起电动汽车自燃事件的原因 ， 因此锂电池至今仍然存在这方面的安全风险未得到解决 。另一方面 ， 地球上的锂元素是有限的 ， 它无法像铁元素那般广泛存在 ， 因此能够制造出来的锂电池也是有限的 。如果人类未来想要用电动汽车取代燃油汽车 ， 必须面临的问题是解决电池原料供应不足的问题 。
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实际上锂电池还有一个现实问题 ， 即它的储电能力也不是最佳的 。因此科学家们在不断探索是否有新的元素、化合物能够作为电池的原料 ， 瑞士日内瓦大学的研究团队就针对锂电池的这些问题提出了解决方案 。
哪种元素有可能替代锂元素？
针对锂电池电解质易燃的问题 ， 研究人员提出了使用固体电解质来替代液体电解质 。至于电解质的原料问题 ， 有一种元素可能比锂元素更合适 ， 它就是钠元素 。在元素周期表上 ， 钠元素距离锂元素比较近 ， 这意味着它们的化学性质也比较接近 。而且钠元素在地球上的含量相比起锂元素更加充足 ， 因此有机会成为替代锂元素的候选元素 。
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然而研究人员同样发现一个关键问题 ， 钠元素的质量比锂元素重 ， 导致钠微粒在电解质中的移动比较困难 。早在2013年的时候日本科研团队发现钠元素能够在硼酸盐中较好地移动 ， 但是硼酸盐需要在温度超过120摄氏度的条件下才能发挥作用 。这种问题在日常应用中基本无法实现 ， 即使要实现也会造成巨大的成本 ， 因此以钠为基本元素制作电池也存在问题 。


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