鑒于目前新能源電動汽車并不良好的續(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，都難以滿足社會對儲能增長的需求。

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），也就是強大的蓄電量，一直以來備受關(guān)注，被當(dāng)作未來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：在充電放電的過程中，鋰和鈉會發(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（俗稱樹枝狀晶體），導(dǎo)致電池斷電，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，來自中科院長春應(yīng)化所，吉林大學(xué)，中國科學(xué)院大學(xué)，中國科技大學(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”的原理來設(shè)計這種鋰-鈉合金電池。利用DOL（1，3-二氧戊環(huán)）作為電池添加劑來控制堿金屬在放電充電過程中的形成的枝晶，體積變化。用耐腐蝕的NaCF3SO3/四乙二醇二甲醚混合液作電解液，通過調(diào)節(jié)鋰-鈉的比例來調(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的多。同時通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)（鈉-鋰）摩爾比為6時，在電解液中的阻抗開始小于單獨的金屬Li（鋰）。在對該鋰-鈉合金空氣電池進(jìn)行了循環(huán)性能研究和電化學(xué)研究的過程發(fā)現(xiàn)這種電池表現(xiàn)良好。具有廣闊的應(yīng)用價值。

這項工作證明了鋰合金陽極和電解質(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，同時也得到了一種能抵抗形成枝晶，抗氧化，無裂縫的鋰-鈉合金。這種合金空氣電池雖然才剛在實驗室發(fā)展起來，但是它良好的電化學(xué)性能表明了它的廣泛的應(yīng)用價值。同時也為今后的開發(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，續(xù)航能力強，安全的，滿足各種需要的電池也將會盡快地進(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。